空分操作规程

空分操作规程...............................................2

空压机操作规程............................................56

氧压机操作规程............................................72

氮压机操作规程............................................80

空分操作规程

1目的：通过对工艺过程和各项工艺指标的控制监督，生产出一定数量和质量

的氧气、氮气、液氮、液敏产品，同时保证生产安全；为全厂提供仪表气。

2范围：适用于本工段所有员工。

3职责

3.1在车间主任、班长、组长的直接领导下工作，在中控人员的指令下操作。

3.2熟悉掌握空分工艺流程及设备性能，严格执行安全操作规程和交接班制度。

3.3维护和保养本岗位所属设备加油、紧固及设备清扫和卫生。

3.4及时调节和控制好工艺指标。

3.5做好设备检修前的工艺处理及检修后的验收工作。

3.6严格执行操作规程，不违章指挥、不违章作业、不简化操作。

3.7认真做好设备点巡检工作。

3.8及时发现跑、冒、滴、漏及安全隐患，做到早汇报早处理。

3.9认真填写生产记录，字迹要求清晰，记录要准确。

4概述

4.1主要设计技术指标

产品工况（设计点）（Nm'/h）纯度出冷箱压力（MpaG）

氧气6000^650099.6%以上0.03-0.05

氮气11500^12500^lOppm020.025-0.035

液氮60^100WIOppm020.03-0.05

W2ppm02

液氤120^1800.015-0.04

W3PpmN2

注：压力单位均为表压力（下同），流量单位均为标准状态（0℃,101.325Kpa）

4.2基本原理和过程

空气分离的基本原理.，是利用液化空气中各组份沸点的不同而将各组份分离

开来。要达到这个目的，空分装置的工作包括下列过程：

a空气的过滤和压缩

b空气的预冷

C空气中水份的二氧化碳的消除

d空气被冷却到液化温度

e冷量的制取

f液化

g精储

h危险杂质的排除

4.2.1空分的过滤和压缩

大气中的空气先经过自洁式空气过滤器过滤其灰尘等机械杂质，然后在空气

透平压缩机组中被压缩到所

需的压力，由中间冷却器提供级间冷却，压缩产生的热量被冷却水带走，

4.2.2空气的预冷

从空压机出来的空气进入预冷系统，在预冷系统中被冷却到纯化系统最适宜

的温度，并在其水分离器中

脱除水分。

4.2.3空气中水份和二氧化碳的清除

加工空气中的水份和二氧化碳若进入空分设备的低温区后，会形成冰和干

冰，就会阻塞换热器的通道和塔板上的小孔，因而配用分子筛来预先清除空气中

的水份和二氧化碳，进入分子筛吸附器的空气温度约为8-12℃o分子筛吸附器

成对切换使用，一只工作时另一只再生。

4.2.4空气被冷却到液化温度

空气的冷却是在主换热器进行的，在其中空气被来自精微塔的返流气体冷却

到接近液化温度。与此同时，低温返流气体被复热。

4.2.5冷量的制取

由于绝热损失、换热器的复热不足损失和冷箱中向外直接排放低温液体，分

储塔所需的冷量是由空气在膨胀机中等燧膨胀和等温节流效应而获得的。

4.2.6液化

在启动阶段，加工空气在主换热器冷器中与返流低温气体换热而被部分液

化，在正常运行中，氮气和液氧的热交换是在主冷凝蒸发器中进行的，由于两种

流体压力的不同，氮气被液化而液氧被蒸发，氮气和液氧分别由下塔和上塔供给,

这是保证上、下塔精储过程的进行所必需的条件。

注：启动时，大部分气体也是在主换热器和过冷器中被冷却至液化温度而被液

化的。

4.2.7精储

空气中主要组份的物理特性如下表4.1和表4.2

表4.1

名称化学符号体积百分比重量百分比

氮

N278.0978.118

氧0220.9520.95

Ar0.9020.932

二氧化碳C020.030.04

MHe0.000460.00006

就Ne0.00160.0011

氟Kr0.000110.00032

氤Xe0.0000080.00004

表4.2

名称化学符号气化温度℃熔化温度c比重临界点

Kg/m3Kg/L10lMPa(G)

氮

N2-195.8-209.861.250.81-14734.5

氧

02-183-218.41.431.14-11951.3

僦Ar-185.7-189.21.7821.4-12249.59

He-268.9-272.550.180.125-267.72.335

Ne-246.1-248.60.7481.204-228.728.13

氟Kr-153.2-157.21.7352.155-63.756

传Xe-108.0-111.81.6643.52+16.660.1

空气中99.04%是氧气和氮气，0.932%是氤气，它们基本不变。氢、二氧

化碳和碳氢化合物视地区和环境在一定范围内变化，空气中的水蒸汽含量随着饱

和温度和地理环境条件影响而变化较大。水蒸汽和二氧化碳具有和空气大不相同

的性质，在大气压力下，水蒸汽达OCt和二氧化碳达到-79℃时，就分别变成冰

和干冰，就会阻塞板式换热器的通道和筛板上的小孔。因此这些组份必须在空气

进冷箱前除去。空气中的危险杂质是碳氢化合物，特别是乙快。在精储过程中如

乙焕在液空和液氧中浓缩到一定程度就有发生爆炸的可能，因此乙焕在液氧中含

量规定不超过0.1ppm,这必须予于充分的注意。稀有气体中的不凝性气体如筑

氨气，由于其冷凝温度很低，总以气态集聚在冷凝蒸发器中，侵占了换热面积，

而影响换热效果，因此也在经常排放。

分离过程可获得相当产量的高纯度产品。空气的精储是在氧一氮混合物的气

相与液想接触之间热质交换过程中进行的，气体自下而上流动，而液体处上而下

流动，该过程由筛板（填料）来完成。由于氧、氮组份沸点不同，氮比氧易蒸发,

氧比氮易冷凝，气体逐板（段）通过的，氮浓度不断增加，只要有足够多的塔板

（填料），在塔顶即可获得高纯度的氮气；反之液体逐板（段）通过时，氧浓度

不断增加，在下塔底部可获得富氧液空，在上塔底部可获得高纯度氧气。

在下塔中空气被初步分离成富氧液空和液氮，液空由下塔底部抽出后经节流

送入和富氧液空组份相近的上塔某段上，一部分液氮由下塔顶部抽出后经节流送

入上塔顶部，液空和液氧在节流前先在过冷器中过冷。空气的最终分离是在上塔

进行。产品氧气是由上塔底部抽出，而氮气由上塔顶部抽出，并通过主换热器复

热到常温后送出。

全精储制氤的所有设备均放置在保冷箱中，粗筑塔I、粗氤塔n、精氤塔均

为填料塔。氮储份（含氨10〜14%Ar）自上塔中部抽出，进入粗氮塔II,气态

氨储份沿填料盘上升。由于氧的沸点比氮高，故高沸点的组份氧被大量地洗涤下

来，形成回流液返回上塔。粗氤塔I底部的液氨经液僦泵加压后送入粗氤塔H上

部作回流液。精储的结果在粗氮塔I顶部得到含氧量＜2ppm,含氮99.7%的粗

氮气，并抽出一部分进入氮塔。

由于氮的沸点（-195.78D与氢的沸点（-185.7C）相差较大，因此含氧量

约月0.5〜1%的粗僦在精氮塔中得到进一步分离，最后在精氨塔蒸发器底部得

到含氧量W2Ppm、含氮量W3Ppm的纯液氮产品。

4.2.8危险杂质的排放

在冷凝蒸发器中，由于液氧的不断蒸发，将会使碳氢化合物有浓缩的危险,

但是只要从冷凝蒸发器中连续排放部分液氧就可防止浓缩。而当在冷凝蒸发器中

提取液氧时，就可不用另外排放液氧来防止碳氢化合物浓缩。

4.3工艺流程简述

4.3.1氧气和氮气的产生（参照工艺流程图KA6009LC）

4.3.1.1原料工艺空气经吸入，进入脉冲式空气过滤器，滤去尘埃和机械杂质，

进入由蒸汽驱动的汽轮机带动离心式空气压缩机进行压缩。

4.3.1.2压缩后的气体（0.5MpaG）进入空气预冷系统中的空气冷却塔，被循环

冷却水和水冷塔来的被不饱和氮气和污氮冷却的冷冻水冷却和洗涤，使

空气温度降到8〜12℃,并洗涤部分N0X,S02,C1等有害杂质，再进入

纯化系统。

4.3.1.3纯化系统中的吸附器由两台立式容器组成，两台吸附容器采用单层床结

构，填料为分子筛。当一台吸附除去工艺空气中的水分、二氧化碳、碳

氢化合物时，另一台则由来自冷箱中的污氮通过加热器（电加热器或蒸

汽加器）加热后进行再生。纯化器的切换周期为240分钟，定时自动切

换。

4.3.1.4由纯化系统来的洁净空气分三部分，一部分进入增压机，消耗掉由膨胀

机膨胀进输出的功，同时使压力得以升高，经增压后空气入增压机后冷

却器，冷却到所需温度后，入主换热器冷却到一定温度后入透平膨胀机

膨胀，膨胀后空气入上塔参与精储。

4.3.1.5出空气纯化系统的洁净工艺空气大部分进入冷箱内的主换热器，被返流

出来的气体冷却，接近露点（-173C）的空气进入下塔的底部，进行初

次分储。在精微塔中，上升气体与下流液体充分接触，传热传质后，上

升气体中的氮的浓度逐渐增加。在主冷凝器中，下塔来的氮气被上塔来

的液氧冷凝，部分液氮作为下塔回流的液体；另一部分液氮从下塔顶部

引出，经过冷器被氮气和污氮气过冷后送入上塔顶部和精氧塔冷凝器冷

凝侧。液氧被汽化作为上塔上升的蒸汽。在下塔产生的液空，经过冷器

过冷，节流后部分进入上塔作为上塔的回流液，另一部分送入粗氨塔冷

凝器作为冷凝侧的冷源，汽化后的液空蒸汽回上塔参于精储。最终在上

塔得到产品氮气、液氧及污氮。氮气和污氮经过冷器和主换热器复热后

送出冷箱，部分氮气送到氮气压缩机压缩后送用户，部分污氮气作为分

子筛吸附器的再生气，其余的氮和污氮送往水冷塔回收制冷能力后放

空。氧气经主换热器复热后送出冷箱经氮气压缩机压缩后送给转化工

段。

4.3.2氧气的产生

精液量是采用低温全精储法制取的。

4.3.2.1从上塔相应部位抽出氮健份气体约6800m3/h,含氤量为8〜18%（体积）,

含氮量小于0.06%（体积）。

氮储份直接从粗僦塔的底部导入，由于粗筑塔高度过高，故分为两部分,

中间采用液氮泵相连，在粗氮塔I顶部得到99.7%Ar含氧W2Ppm的工

艺氨气，部分工艺氨气被导入精氮塔中，继续精储；其余大部分被冷凝

器另一侧的液空所冷凝，作为粗氤塔的回流液，粗氤塔上部粗氤冷凝器

采用过冷后的液空作冷源，粗氮塔冷凝器中蒸发后的液空蒸汽和相当于

2%总液空量的液空同时返回上塔。

4.3.2.2工艺氨气从精储塔中部进入上升蒸汽参加精储，与此同时在精氮塔蒸发

器氮侧利用下塔顶部来的压力氮气作为热源，促使精氤塔底部的液氤蒸

发成上升蒸汽，而氮气被冷凝成液氮并从0.46Mpa节流至0.03Mpa送入

上塔参加精储。来自过冷器并经节流的液氮进入精氤塔冷凝器作为冷

源，使精氤塔顶部产回流液，以保证塔内的精储，使氨氮分离，从而在

精氮塔底部得到含氧量W2ppm、含氮量W3Ppm的液氤。这些液体一部

被导入液氤计量筒，再定期向贮槽排放；另一部分被下塔来的氮气加热

而蒸发，成为上升蒸汽参加精储。

5开车前的准备

5.1空气预冷系统

5.1.1确认各手动、气动阀灵活好用，并处于全关位置。

5.1.2各种就地仪表灵活准确，各调节阀需经调试校验。

5.1.3空气冷却塔、水冷却塔的主控室水液位计与就地水液位计正常显示。

5.1.4冷却泵、冷冻泵地脚螺栓、靠背轮完好无松动，盘车轻松。

5.1.5电气设备检查完毕并确认合格，送电至就地盘。

5.1.6预冷系统的冲刷：

5.1.6.1冲刷水冷塔:全开水冷塔排放阀V1152,逐渐开大VH52对水冷塔进行

冲刷。接通液面计LICAT111与现场液面计指示是否一致，不一致时应

调整LICAT111使其一致。进一步开大VI108使液面高为700〜1000mm

（从筒体下端面量起），然后投入自动，观察液面稳定在700〜1000mm,

并实验报警和联锁正常。观察排放水清净时，关闭V11512。

5.1.6.2冲刷空冷塔:在水冷塔冲刷好后，全开V1151准备冲刷空冷塔。全开冷

冻泵WF1103（或WF1104）进口阀V131和V1132,启动泵（启泵前间断

开启VI163或VI164,水净后关闭），观察VI161或VI162,待水清洁后

开VI135或VI136,关VH29或VI130。然后开冷却泵WF1101（或WF1102）

进口阀V1121和VH22启动泵进行冲刷,干净后全开VH01、V1103、

LCV1102接通液面计LICAST102的联锁，报警装置，控制液面高度约

700〜lOOOmmo将空冷塔液位指示投入自动，控制液位高度。

5.1.6.3冲刷增压器后冷却器WE44或WE442。全开V462/V463和冷却器排水阀，

水干净后关排水阀，开V463/V464。

5.2纯化系统

5.2.1对系统中的气动碟阀进行实验，使开关灵活，指示信号正常。

5.2.2对系统中手动阀进行实验,确保开关灵活,并使所有阀门处于全关位置。

5.2.3各种仪表灵敏、零点准确。

5.2.4停车时间长时，要从窥视孔处检查分子筛是否失效。

5.2.5确认氮水预冷系统已正常稳定。

5.2.6分子筛各阀处于手动位置，总开关也处于手动位置。

5.2.7V1253阀微开

5.3增压透平膨胀机系统

5.3.1供油系统的清洗：供油系统的清洗分两次进行.第一次：用轻油（一般

为煤油）油量为300升左右，通过油箱上加油口向油箱加油，拆除向主

机供油的供油管道用橡皮管连接供油口及油箱加油，打开所有供油油路

上的阀门，启动油泵,用清洗油循环8小时以上后（注意用清洗油循环

时不得关闭油路上任何阀以防损坏油泵），排尽清洗油。第二次：向油

箱注入300升左右N32号透平油继续清洗循环12小时以上，排尽所有

清洗透平油，拆下油箱两端的法兰，清洗油箱底部的机械杂质，直到清

洁为止。然后用400升左右的N32号透平油通过加油口缓缓向油箱注油。

要求液面在油箱的2/3以上。

5.3.2检查是否有各种杂质等异物进入膨胀机组。

5.3.3检查膨胀机和增压机各进口管中的阀门和过滤器是否安装正确。

5.3.4检查滤油器是否清洁。

5.3.5检查各仪、电控线路与装置是否正确联接。

5.3.6检查各阀门是否在正确的“开”“关”位置上。

5.3.7检查密封气连接是否正确。

5.3.8检查喷嘴执行机构的正确性（拉杆向下移喷嘴通道开大）。

5.3.9检查紧急切断阀工作的正确性（从开到关就在3秒内）。

5.3.10检查增压机进口孔板流量计是否安装正确。

5.4KD0NAr6500/5000/180型空分装置

5.4.1启动前必须具备的条件

5.4.1.1空分设备全部安装施工完毕，系统吹除试压、裸冷、保温材料、吸附剂

填充完毕，干燥合格。

5.4.1.2各单机（汽轮机、氧压机电机、水泵等）、各机组（空压机组、氧压机

组）试车成功，增压透平膨胀机在裸冷过程中试车成功、联锁正常。

5.4.1.3仪控、电气调试工作全部结束，符合要求。

5.4.1.4保证水、电、气、蒸汽供给。

5.4.2装置启动前的准备

5.4.2.1检查各系统之间的连接情况是否正常。

5.4.2.2检查各设备是否正常，冬季应检查各设备温度是否达到启动要求。

5.4.2.3检查空分装置是否完全干燥，并关闭所有阀门。

5.4.2.4除分析仪表外，所有仪表的根部阀都打开。

5.4.2.5温度记录仪和测量仪表全部接通。

5.4.2.6仪表空气压力20.35Mpa。

6正常开车

6.1启动油路系统

6.1.1启动空气压缩机及膨胀机的油泵并调至正常值，使润滑管路正常，需要

加温的打开加热器。

6.2启动空气压缩机系统

6.2.1按汽轮机离心式压缩机操作规程启动空压机，达到所需转速待稳定后缓

慢关闭放空旁通阀，然后缓慢关闭防喘振阀，提高空压机排气压力在

0.300-0.350Mpa(G)。

6.3空气预冷系统启动

6.3.1打开冷却水进、出口阀，打开一台常温水泵的进出口阀门V1121

(V1122),V1125(V1126),向空冷塔底部注水至液面大约500mm后关

闭，打开V1108.V1111向水冷塔底部注水至溢水器出水，关闭V111L

6.3.2慢慢增加空压机出口空气压力，并导入空气冷却塔中，待压力稳定并大

于0.4MPa时,启动冷却水泵WP1(WP2)和冷冻水泵WP3(WP4)

6.3.3调节冷却水泵和冷冻水泵的压力和流量

6.3.4待空水冷液面稳定时接通液面控制器，VlllkV1102投入自动

6.3.5慢慢增加空气压缩机排出压力至额定值。

6.4启动仪表空气系统与分子筛吸附器自动控制系统。

6.5启动纯化系统及纯化系统的调整

6.5.1启动纯化系统

6.5.1.1切换程序的运行(手动)。

6.5.1.2检查、调节、确定各控制阀门阀位正常。

6.5.1.3断续开闭V1253检查空气中是否夹带有游离水，若有水应多吹除几次，

直到无游离水为止，以后定期吹除游离水。

6.5.1.4确认V⑵8、V1216时关闭的,手动打开V1203(V1204),缓慢打开V1231

(V1232),向分子筛吸附器充气至压力与预冷系统空冷塔出口空气压力

平衡，保持压力稳定。手动打开V1201(V1202),关V1231(V1232呆

6.5.1.5依次手动打开被活化的分子筛吸附器再生流路阀门V1206(V1205)、

V1208(V1207)和V1221(V1222)、V1223(V1224)。首次使用都是放

在加热管路上，同时确认备用的加热管路上的阀门都处于关闭状态。以

后可以根据实际情况选择冷吹、放空或加热管路上。

6.5.1.6确认V1217关死候，微开V1216,严格控制PIT216压力小于0.08MPa,

使FICS-1217流量大于8000Nm3/ho

6.5.1.7注意导入再生气后才能向电加热器送电或向蒸汽加热器送蒸汽。

6.5.1.8接通切换程序，通过设定V1209的开度调整均压时间、通过V1225和

V1226的开度调整泄压时间。

6.5.1.9分子筛吸附器的启动(包括吸附和再生)，至少正常运行一个周期后，

才能向分储塔送气。

6.5.2纯化系统的调整

6.5.2.1再生气量的调整：缓慢打开V1216,逐渐加大FICS-1217的再生气量，

调整至8000Nm3/h,此时应注意流量计FICS-1217由于是初次使用，

不应太教条地坚持以流量指示为准，应参考电加热器后的温度指示。

电加热器试送电，注意观察温度上升情况。

电加热器出口温度可以按下式计算：

W=0.311XMX(T2-T1)

W=0.311X8000X(175-12)XI.163

基于以上公式，电加热器设计功率应为471KW,电气功率应为

1.732X电压VX电流AX功率因数C0S6=功率KW。

如果以上两个参数相差太远，必须进行全面检查。

6.5.2.2转入冷吹的界限：电加热器的出口设定植为175°C,分子筛再生温度最

少160°Co一般地，保证分子筛出口温度开始回升，就可以转入冷吹。

在没有中间意外中断的前提下，加温过程约需84分钟，如果出口温度达

不到，可适当延长时间。175°C的温度考虑了系统管件的高温强度和耐

高温的性能，不应任意提高。

6.5.2.3冷吹：冷吹结束的标志为分子筛再生气出口温度与再生气进口温差

<5°C,或末期持续10分钟下降不到一度。

6.5.2.4充泄压过程:充压按预先设定的爬坡速度和保持时间，注意观察，以便

整这些参数使切换过程在规定时间内完成，并且对系统的冲击尽可能

小。

6.6分储塔系统的吹除

吹刷的目的是除去杂质和灰尘等，并检查有没有游离水存在。吹刷用的气

体是出分子筛吸附器的常温干燥空气。每一只吹除阀均打开进行吹除，一直到没

有灰尘和水汽为止。

6.6.1空气导入空气管线操作:全开吹除阀V301,微开V302,缓慢打开V1218

时，注意分子筛吸附器前后压差不超过lOKPa,阀门操作应缓慢，避免分

子筛床层激烈波动。

6.6.2接通各空气流路

A第一流路：吹刷下塔。

V1218_►V101(V102、V103)―►V301—以气

B第二流路，吹刷下塔C1及启动管线:

V301—►大气

下塔C1

冷凝器液氮侧->V305―►大气

C第三回路：吹刷上塔C2及相应的管路吹除阀

V3O3—>大气

AV18—>V19—>贮槽一►大气

V16—►贮槽一►大气

\E5一AE1,E2,E3,E4一►V108-►大气

E5—>E1,E2,E3E4—►V104―►大气

D第四流路：吹刷粗叙塔

下塔ClfE4—►V3—>C3冷凝器液空侧—>V702fh塔C2

C2氢镯份抽口一►粗氮塔C5—►粗敏塔C3—►V753—>大气

V70I—►V733、V734—>V737、V738—►大气

粗筑塔C3（上部）一AC3冷凝器冷凝侧->V766—►大气

C3冷凝器冷凝侧—>V6—►精僦塔C4V756—►大气

V760f大气

E第五流路：吹刷精筑塔

V707—AC4蒸发器蒸发侧一►V4—►上塔

下塔Cl/V757->大气

、过冷器E4_►V5C4冷凝器冷凝侧fV8—►污氮总

管

粗氮塔C3—>V6—►精氮塔C4^——>V708—►LT2—>V709­►大

气\

V708—>LT2―>V755—吠气

V760—►大气

6.7启动膨胀机

a接通密封气，其压力应20.30Mpa。

b接通仪电控电源。

c启动油泵。

d对油冷却器通入冷却水，同时开V461(V462)/V463(V464)阀对增压机后冷却器

通冷却水。

e开膨胀机出口阀门V443/V444,同时应使密封气供入膨胀机端压力达0.35Mpa。

f开膨胀机进口阀门V441/V442。开增压机端出口阀门V455/V456,开增压机进

口阀门V451/V452

g开紧急切断阀HV445/HV446o

h逐渐打开喷嘴HC-441/HC-442,使其开度为设计工况时的开度，机器开始运转。

i逐渐关小增压机回流阀V457/V458,使转速升至所需转速。

j启动后随着膨胀机进气量温度下降，转速也会下降，所以要经常调节增压机回

流阀的开度，直至达到设计工况为止。

k启动期间要随时检查轴承温度，喷嘴出口压力及整机运行情况是否正常。

1启动期间短暂打开机器和仪表管线的吹除阀，然后关紧。

6.8分储塔设备的冷却

6.8.1冷却分镯塔

目的：是将正常生产时的低温部分从常温冷却到接近空气液化温度，为积累

液体及氧、氮分离准备低温条件。冷却开始时，压缩机排出的空气不能全部进入

分储塔，多余的压缩空气由放空阀排放大气，并由此保持空压机排出压力不变，

随着分储塔各部分的温度逐步下降吸入空气量会逐渐增加，可逐步关小放空阀来

进行调节。

应特别注意的是在冷却过程中保冷箱内各部分的温差不能太大，否则会导致

热应力的产生。冷却过程应按顺序缓慢地进行，以确保各部分温度均匀。

⑴顺序开启冷却流路的阀门

⑵保持空气压缩机排出压力恒定

⑶再适当的时候把分子筛纯化器的再生气路由空气流路切换到污氮气流路

上，此时应特别注意空压机排压，防止因超压而引起连锁停机。最好在冷吹时切

换再生气，如果在加热时，需先暂停程序，停掉加热器并使之温度下降后再开始

切换再生气。缓慢关闭V1216阀，然后打开手动缓慢打开V1217,稳定后投入自

动，当再生气量超过8000Nm3/h,重新设定V109的PIC控制值，使FIS1217稳

定在8000Nm3/ho

（4）必须注意各流路通过流量，使各部分温度均匀下降，不能出现大的温差。

6.8.2冷却的步骤和阀门开关情况

⑴分偏塔阀门状态

分储塔所有阀门全部处于冷却时所要求的开关状态，参阅分储塔系统冷却时

阀门状态及仪表检测附表6.8.1

⑵空气导入

随着分储塔内温度逐渐下降，空气量逐渐增加，注意：分子筛吸附器压差不

能过大，同时要求出分子筛压力PI-1218与下塔空气压力PI-1的压差不能太大，

使下塔压力保持不变，并随着温度下降逐渐增加膨胀量以保持最大产冷量。

⑶接通冷却流路

以下冷却流路同时进行，并力争各物流出主换热器的温度一致。

A第一流路：冷却下塔

B第二流路：冷却上塔C2,热虹吸E5、过冷器E4和主换热器El、E2、

E3,污氮出分储塔放空阀V109一直处于自动稳压状态，逐渐开大氮放空阀V108

和氧气放空阀V104。尽量使氧、氮、污氮出分储塔的温度TI102、TI103、TI104

保持一致。

C第三流路：冷却液空、液氮流路

吹扫后保持VI、V2、V3处于全开位置

下塔C1

D第四流路：冷却粗氮塔C3

C2氧储份抽口—>粗氮塔IIC5—>粗氮塔IC—►V766—►大气

下塔C1—►热虹吸E5—►过冷器E4-►V3—>粗氮塔冷凝器一上塔C2

E第五流路：冷却精氮塔C4

-热虹吸E5—>过冷器E4—aV5―►V8—►污氮管道

下塔C1</

、V707------>V4-----►上塔

(4)启动冷箱充气系统

在空分设备冷却过程中，冷箱内温度逐渐降低，应及时启动冷箱充气系统，

避免冷箱内出现负压。开阀V201、V202o

(5)冷却阶段应注意事项

A.常温下启动膨胀机，应尽量采用开大喷嘴的方法进行调节，至低温下，

喷嘴已基本全开，再使用关小增压机回流调节阀的方法。

B.随着冷却流路的增加，空压机应不断地增加空气量，空压机出口压力稳

定在0.50MPa,空压机控制方式应在主厂房就地控制。

C.在整个冷却过程中应控制各部分温度，不要使温差太大。

D.为加快冷却速度，应最大限度地发挥膨胀机的制冷能力，随着塔内温度

的降低逐渐增加膨胀量，调节膨胀机工况，以膨胀机出口不产生液滴为原则。

E.随着温度的下降冷箱内压力也会逐渐降低，应随时注意调节冷箱充气的

流量。

F.在冷却阶段空分阀门应处于手动控制状态。

G.当主冷底部(或下塔底部)出现液体冷却阶段即告结束。

表6.8.1阀门状态和仪表检测

项目点阀门代号阀门状态测量点测量值备注

冷却分储塔系统

接吹扫时阀门状态

吹除阀结霜后关

1V301稍开

闭

其余阀门全关

空气导入V1218缓慢打开注意分子筛吸附

2

VlOkV102、V1O3开器前后压差

3启动透平膨胀机

启动膨胀机ET

V457、V458开按透平膨胀机说

V445、V446开明书及其阀门的

膨胀端进出口阀开操作顺序操作

增压端进出口阀开

4接通冷却流路

(1)冷却下塔C1、主冷K、主换热器El、E2、E3过冷器E4,热虹吸E5

V3O1稍开/关

挂霜关闭

V3O5开/关

V3O3开/关

挂霜关闭

V304开/关

6.8.1V1O8、V109逐渐V109降低设定值

V104开大加大流量

VI开

V2开

VII关

(2)冷却粗氨塔C3

V3开

V702、V753开

V766开

(7)冷却精筑塔C4

V6、V760、V756开氢侧

V5、V8、V757开冷凝器

V707、V4开蒸发器

(8)倒换分子筛吸附器再生气源

V1216关

V1217开

(9)向冷箱充气

V201开

V202开

6.9积液和工况调整阶段

所有冷箱内设备被进一步冷却，空气开始液化，下塔(或主冷)出现液体，

上、下塔精储过程开始建立，待冷凝蒸发器建立液氧液面，可开始调节产品纯度,

并将产品产量设定在设计产量的50%〜80%。

在液化阶段，膨胀机的出口温度尽可能保持较低，但以不进入液化区为宜。

有关阀门的调节参阅积液和调整阶段的阀门状态表6.9.1

6.9.1阀门的调节

所有阀门的调节应按步骤缓慢并逐一地进行，当前一只阀门的调节取得了预

期的效果以后，方可开始下一只阀门的调节。

6.9.2温度的控制

a主热交换器冷端的温度应接近液化点TI-1约为-173℃。

b其它部分温度应调节到正常生产时的规定温度。

6.9.3液体的积累

⑴稍开不凝气排放阀V305。

⑵调节空气压缩机的流量，以满足分储塔吸入空气量的增加，并保持压缩

机后的恒压，可用进口导叶和放空阀配合调节。

⑶慢慢关闭各冷却管路阀门。主冷有液氧液面时，要全关V301、V303o

(4)先微开下塔液氮回流阀VII,根据主冷液氧上涨情况逐渐增加开度。

⑸取样分析初始积累的液体，如发现液体中有杂质和C02固体等，则应将

液体连续排放，直到纯净为止。由于空气中含有水分，在抽取液体样品

时，水分会凝结进入液体，使液体变得混浊，因此，应把抽取液体的容

器罩起来。

(6)用VI阀调节下塔液空液面LICT,并投入自动控制，LIC-1定为飞OOmni。

⑺用V2阀抽取液氮送入上塔，加速精储过程的建立。

6.9.4精播过程的建立

6.9.4.1将计量仪表投入，控制产品流量为设计值的50〜80沆

6.9.4.2调整上塔和下塔的压力，使之达到正常值。

6.9.4.3从阻力计上读数的上升，可知精储过程已经开始建立。

A.当主冷液面上升至设计值60%以上时，视吸入空气量和下塔压力

情况调节下塔液氮回流阀VII,初步建立下塔精储工况。

B.根据下塔液空和液氮纯度情况调节V2。

C.调节出分储塔的污氮阀V109,出分储塔的纯氮放空阀V108,及

产品氧放空阀V104,使产品氧、氮达到设计值。

6.9.4.4操作粗氮塔

A.缓慢打开V3使回上塔的液空蒸发量增加，促进粗僦塔冷凝器的

工作，待粗氤塔冷凝器出现液空液面时，密切注视粗氮塔阻力计

PdI-70kPdb702的变化，使其缓慢升高到额定值。

B.当粗氤塔I液面LIC-701缓慢升到1800mm时，启动粗藏泵API(或

AP2)将粗氤塔I的粗液僦送入粗氤塔II,待稳定后此V701投入自动，

使LIC-701保持在〜1000mm。当泵启动以前，密封气管路必须进行吹扫。

两台泵同时进行冷却，当一台泵所排出的液体无法保持上塔液位的稳定

(或此泵停止运转)，另一台泵也能启动。

参照供货商的操作手册，完成下述工作：

打开密封气阀门，调节其压力、流量、压差至正常

打开进口阀门V731(V732)

打开V741(V742)进行泵前冷却

打开V737(V738)进行泵后冷却

当排放阀V737(V738)有连续液体流出后，关闭这些阀门

启动液氤泵，并迅速打开出口阀V733(V734)

稍开V710,稳定后将LIC-701投入自动

C.在粗氤塔I工作初期，粗氤塔H精储工况还未建立，此时粗氨含量

分析仪AIA-705不投入使用，而将粗叙塔H出口气体含氧分析仪A-707

接入代替AIA-705使用，当A-707稳定，并且三98%Ar时，AIA-705方

可投入使用。

D.调整氤储份纯度AI-701在8〜12%Ar,这时主塔已达正常工况，渐开

V3,使粗氤塔冷凝器液空液面缓慢升至额定值，工况稳定后液面计LIC-3

投入自动。

E.从A-704取样，定期分析液空中乙焕含量，其值不得高于0.OIPPmo

6.9.4.5当冷凝蒸发器液面达到最小规定值时，可有步骤地减少透平膨胀机的

产冷量。

6.9.5精播工况的调整

⑴按供货商说明，将分析记录仪表投入。

⑵按各分析点数据，对精储工况进行调整。

⑶在调整时，产品取出量维持在设计值的80%左右。

（4）当工况稳定后，可加大产品取出量到规定值，将污气氮纯度维持在

规定指标上。

⑸产品的产量、纯度均达到指标后，氧气可以送管网，即逐渐把产品

从放空管路切换到产品输出管路上。

（6）注意液氧液面应保持稳定，不能下降，必要时可增加透平膨胀机的

产冷量。

6.9.6粗氢塔的调整

由于粗氮塔与主塔有着紧密联系，只有在保持主塔工况稳定于设计工况的前

提下，才能开始粗氤塔正常工况调整工作。

影响粗僦塔正常工况建立的主要因素，是僦馅份的组成及热负荷发生变化，

因此，粗氮塔正常工况的调整目的，就是要建立最佳的氮储份组成及冷凝器热负

荷，从而保证粗氤纯度及产量。

⑴家储份含量的调整

氤储份组成的稳定性是粗氮塔正常工况建立的基础。

若氤储份太低，将导致氮提取率会下降，产量减少。若含氮镭分太高，则含

氮量往往会升高，含氮量过高，会导致粗氤塔精储工况恶化（例如产生“氮塞”）。

过多的氮带入精氨塔又会增加精氤塔的精储热负荷，并影响产品纯度。

氤储份含量是通过调整主塔的正常工况来达到的，调整时一定要把主塔和粗

氮塔视为一个整体来考虑，二者中有任一参数偏离正常工况往往都会引起氤储份

组成的变化，因此操作调整一定要谨慎小心，且要缓慢而行。最通用的调整方法

是，在允许范围内适当增加产品氧抽出量，可提高负储份含量，反之会降低负镭

份含量。

特别应当指出，氮气产量、入塔空气量和压力及膨胀量的改变，空气纯化系

统的切换，都会引起氤储份组份的变化。主冷液面变化时，尽管氧产出量没有增

加，但是实际上对于空分系统来说氧产量变化了。在调整时，应周密考虑各种因

素之间的相互影响，尽量把不可避免的干扰因素错开发生。

⑵液空液面的调整

粗氤塔冷凝器热负荷是根据粗氮塔阻力PdI-701、PdI-702指示，通过调整

液空液面来实现的，它将影响粗氤的产量及纯度。设定LIC-3偏低或V702阀门

开度太大，都将导致液空液面降低，换热面积减少，冷凝器的热负荷减少，反之

增加。

⑶粗氨纯度的调整

粗氤纯度主要依靠调整氤储份来达到，适当增加粗氤塔冷凝器热负荷，有

助于粗僦纯度的提高。

6.9.7精筑塔的操作与调整

⑴操作前应具备的条件

A.主塔及粗筑塔的工况稳定在设计工况。

B.精氨塔已进行彻底的吹刷冷却。

C,粗氤含氧量分析AIA-705W2PPmO2。

D.计器仪表和安全阀均己校好，并可随时投入使用。

E.检查所有阀门是否灵活好用，并全部处于关闭状态。

F.贮存系统的液氨贮槽，液筑泵及汽化器已准备就绪。

⑵精筑塔的操作

A.当AIA-705W2Ppm02时，缓慢开大V6将粗氮导入精氤塔。

B.微开V5、V760,将V8投入自动，压力设定在80KPa,将粗氤引入精僦塔

的同时，逐步关小V766,保持FI-701数值稳定。

C.在蒸发器液面LIC-708初达设计值的10%后，打开V756全部排放以确保

精氤纯度。

D.在蒸发器液面LIC-708达到设计值的50%时，微开V707、V4,同时加大

V5开度，保持粗氤量不变的前提下，增加精僦塔阻力到3KPa。由AIA-703分析

氤纯度，若含氮量超过3PPm,则适当开大V760,直到合格为止。若氨中含氧大

于2PPm,则打开V756,排放掉一部分液氤后再重新积液。

E.当纯氮中的氧、氮含量达到要求且液面达到1200mm时，可打开V708,

送液氯去液氮量筒，初期通过V755排放进行置换。

⑶精氤塔的调整

A.塔内阻力稳定是精敏塔工况稳定的标志，开大V4,增加上升蒸汽量，塔

内阻力增加。

B.当塔内压力PI-702超过正常值时，开大V5,使冷凝器液氮液面上升，

冷凝液回流量增加，塔内压力恢复正常。

C.氤中氮纯度可通过调节不凝气量来达到。开大V760,可降低液僦中含氮

量，若液敏中含氧量过高，只有打开V755排放部分液体，重新积液。

D.应防止精氤塔出现负压，因负压会使大气中水份吸入管内使管道堵塞。

6.9.8氨系统调整注意事项

(1)氮储份含氤量的调整

敏储份含氤量的多少决定了氤提取率的高低，直接影响氤产品的产量，适当

的氮储份含氮量为8〜12%。影响氨储份含氤量的因素主要有以下几方面：

A.氧气产量一一氧产量越大氮储份含氮量越高，但相应氧纯度会越低，僦储

分中氮含量越高，氮塞的危险性越大。膨胀机产冷量控制液氧量，V18生产液氮

量作为应急调整手段。

B.氮储分流量一一敏储分流量即粗敏塔负荷，负荷越小鼠储份含筑量越高,

但负荷越小氮产量越小。

(2)氤产品产量的调整

当氮系统工作平稳正常后，需调整氮产品产量使其达到设计工况。主塔的调

整按第4.4.6条进行。氤储份流量取决于V3阀的开度，工艺氤流量取决于V5、

V6阀的开度。调整的原则应尽量缓慢！甚至可以每天仅增加各阀门1%的开度，

使工况经历纯化系统切换、用氧变化及电网的波动。如氧纯度、氤纯度正常，工

况稳定，则可继续增加负荷。如某工况有变坏的趋势，说明工况已到极限，应加

以回调。由于每次调整的幅度小且时间周期长，较易恢复至正常工况。

(3)氮塞的处理

A.当主塔工况产生波动时，例如主冷液面上涨、氧产品突然增大、上塔压力

突然下降等情况，会破坏上塔正常精谯工况，造成叙储份抽口含氮量的上升(正

常值含氮WIOOPPm)。进入氤系统的氮气上升至粗氨塔冷凝器无法得到及时排出

的话，会造成冷凝蒸发器换热温差的下降，冷凝蒸发器负荷下降甚至停止工作，

粗僦塔阻力波动并下降，直至归零，氤系统停止工作，这种现象叫作氮塞。

B.保持主塔工况稳定是避免氮塞的关键。

C.氮塞现象是粗僦塔阻力下降、僦镭份含氨量上升(正常时8%〜12%,增加

的部分实际是氮组分）。

D.轻微氮塞的处理：全开V766并适当减小氧产量，如果能稳住阻力不再下

降，当进入僦系统的氮气排后，全系统可以恢复正常工作。

E.严重氮塞的处理，一旦出现粗氮阻力急剧波动，并在短时间内变成零，表

明氤塔工况垮掉了，这时应全开V766,尽量不直接切断粗筑塔工作，

以免进一步破坏氧纯度。这时应全关氧放空阀，减少氧产量，人为

提高LICT及LIC-701的设定值，总之使主冷液面降低，造成液氧蒸发，氧纯度

提高，等主塔工况逐步恢复正常后再重新投入氤塔。

（4）氨系统工况的精细控制

A.由于氧一氤的沸点较为接近，氧一氮的沸点差值相对较大，所以从分储的

难易程度上来说，调氨的困难程度远大于调氧。上下塔阻力建立后1-2个小时

氧纯度可以达标，而筑塔阻力建立后正常操作约需24-36小时氤中氧纯度才能

达标。

B.氮系统工况难建易垮，系统复杂，调试周期长，稍有不慎工况就可能在短

时间出现氮塞而垮掉。如能按规程正确操作，保证氮塔中积存的僦组分的总量，

再次建立粗氨塔阻力至氨中氧纯度正常约需要10〜15小时。

C.操作者应对流程熟悉，并在调试过程中具有一定的前瞻性。氮系统的每次

细微调整均需要较长时间才能在工况上反映出来，忌讳经常性、大幅度调整工况,

因此保持清晰的思路，平和的心态非常重要。

D.氤提取率的高低受多种因素的影响。因叙系统的操作弹性小，实际操作中

不可能将操作弹性绷的过紧，工况的波动对提取率非常不利。化工、有色冶炼等

用氧平稳的装置提取率比断续用氧的炼钢等要高；炼钢行业多台空分联网要比单

台空分供氧的氤提取率高；大空分要比小空分的氮提取率高；高水平的精心操作

比责任心不强的操作提取率要高；装置配套水平高的僦提取率高（如膨胀机的效

率、自动阀门、分析仪表的精度等）。

表6.9.1阀门状态和仪表检测

项目点阀门代号阀门状态测量点测量值备注

6.9.11主冷凝蒸发器彻底冷却后的流路调整

V301、V303V305关

2稳定空压机压力0.50MPa

3液体的积累

V301全开-全关LIC-1150mmH20排尽最初产

生的液体取

部分液空观

察有无二氧

化碳

VI投自动LIC-1400-600mm

V305稍开排放不凝性

气体

V303开一关LI-2100mm排尽最初产

生的液体

V2调节Pdl-l