15074操作使用说明书.docx

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15074操作使用说明书

15074操作使用说明书

KDO-1500型空气分离设备

使用维护说明书

15074.SY

苏州制氧机有限责任公司

二○○八年六月

前言

本说明书是KDO-1500型空分设备运转及使用方面的说明书，设备在实际运转时会产生一些差异，可根据实际情况对本说明书进行修正和补充。

有关下列机组请参照各自使用说明书。

自洁式空气过滤器

空气压缩机组

预冷机组

纯化器

透平膨胀机组

仪控系统

电控系统

1.概述

1.1工作原理

KDO-1500型空分设备的工作原理是利用空气中各组份沸点不同，经过滤、压缩、预冷、纯化并利用由透平膨胀机提供的冷量使之部分液化再进行精馏从而获得所需的氧、氮产品。

1.2主要技术参数和经济指标

空压机排气量8200m3/h（标准状态，下同）

空压机排压~0.58MPa（表压，下同）

产品产量和纯度：

氧气产量1500Nm3/hr

氧气纯度98%

产品压力

氧气出塔压力20KPa

运转周期24个月（两次大加温间之时间）

启动时间≤36h（指氧气调纯）

解冻时间~28h

1.3成套机组

自洁式空气过滤器机组

离心式空气压缩机组

预冷机组

HXK-8200/7型纯化器

FO-1500型分馏塔

仪控系统

电控系统

1.4流程特点

1.4.1在空气冷却系统中，采用预冷机组，机组简单可靠。

1.4.2采用分子筛吸附法净化空气，工艺流程简单，启动容易，操作方便，运行安全，切换损失小，精馏工况稳定，产品提取率高，分子筛吸附器自动切换，加热再生。

1.4.3采用透平膨胀机，运行稳定，便于操作，保证开车的顺利进行。

1.4.4设置了膨胀机前温度调节流路，以满足启动过程以及正常运转的工况要求。

1.5流程简述

本装置是一套带增压透平膨胀机的常温分子筛吸附流程的液体空分装置。

空气经空气过滤器，过滤掉尘埃和机械杂质后进入原料空气压缩机，压缩后进入空气预冷系统。

空气在空气预冷系统冷却降温，而后进入分子筛纯化系统。

分子筛纯化系统由两台吸附筒、一台电加热器组成；两台吸附筒切换使用，当一台工作时，另一台被从分馏塔来的污氮气经电加热器加热后进行再生。

在吸附筒中空气中的水分、二氧化碳、碳氢化合物等经活性氧化铝和分子筛吸附后得以去除。

经纯化后的原料空气进入由膨胀机同轴驱动的增压机，经增压并冷却后进入冷箱。

空气经膨胀机增压机增压的空气在进入冷箱后也进入主换热器，在冷却至-123℃时抽出，进入膨胀机制冷，膨胀后空气一部分引入上塔中部参与精馏，另一部分则进入主换热器的返流污氮气通道，在冷却、冷凝原料空气的同时自身得到复热后出冷箱。

上塔顶部抽出的氮气及污氮气，先后进入过冷器和主换热器的相应通道作为换热器的冷源，自身复热后出冷箱。

出冷箱气的污氮气作为纯化系统的再生气和冷吹气。

2.空分设备的启动操作

2.1启动前必须具备的条件

2.1.1KDO-1500型空分设备全部安装施工完毕，安装记录核实无误、系统吹除、试压、裸冷、保温材料、吸附剂填充完毕、干燥合格。

2.1.2空气过滤器、空压机、预冷系统、纯化系统，单机试车成功，符合要求，安装记录核实无误，具备单机试车条件。

2.1.3仪控调试工作全部结束，符合要求，安装记录核实无误。

2.1.4保证水、电、气供给。

2.1.5操作现场畅通、安全设施齐全、标志醒目，并具备必要的通讯设施。

2.2设备启动前的准备

该过程主要是为设备的启动和长期运转打下良好的基础，因此必须作好物质和技术上的准备。

即各岗位人员除作到应知应会，对工艺流程和安全技术应有充分的了解外，还应认真作好以下工作，以便顺利开车。

2.2.1检查各系统之间的连接情况是否正确。

2.2.2按各机组使用说明书的要求，分别检查空压机、纯化器、膨胀机、预冷机组等是否正常，并作好启动准备，使各机组均处于待运行状态。

2.2.3检查空分装置是否完全干燥，在该区域不允许有液体水份存在，并关闭所有阀门。

2.2.4除了分析仪表外，所有仪表的阀门都打开。

2.2.5温度记录和测量仪表都要处于通路状态，并检查是否正常。

2.3冷却水系统启动

2.3.1打开冷却水管进出口阀门。

2.3.2总冷却水管供水。

2.4检查仪表气源与分子筛吸附器自动控制系统，密封气供气系统并投入工作。

2.4.1将仪表气源压力调至~0.5MPa，提供仪表气。

2.4.2启动除分析仪表以外的所有指示仪表。

2.4.3接通分子筛吸附器的程序控制器。

2.4.4将气动调阀投入空运转，检查阀门动作程序是否正常，并仔细观察阀门动作有无滞后或其他反常情况。

2.5启动空气压缩机油路系统

2.5.1启动空气压缩机油泵，并调至正常值，使润滑循环管路正常。

2.6启动空气压缩机

按其使用维护说明书的要求启动空气压缩机，缓慢提高空压机排出压力约~0.58MPa（G）使之运转。

2.7空气预冷系统的启动准备。

按预冷机组使用维护说明书的要求启动预冷机组。

2.8启动纯化系统。

2.8.1按纯化器操作说明书之要求启动纯化系统在导气过程中要缓慢，要保持空压机出口压力稳定，通过调节V1218（V1219）可以调整吸附器升压时间，通过调节V1210（V1211）可以调整吸附器泄压时间。

2.8.2分子筛吸附器切换时间表见《纯化器操作说明书》。

2.8.3倒换仪表气源，待仪表气压力稳定后停备用仪表气，逐渐关闭V2001。

2.9分馏塔系统的吹扫

吹扫的目的是为了消除系统中任何杂质，使分馏塔系统中所有设备、阀门、管道充分干燥。

要求每个吹除阀门必须吹扫至不得再出现灰尘和游离水为止，吹出气体露点在-65℃以下。

2.9.1按工艺流路打开下塔、主冷、上塔等设备间的通路及管道上的吹除阀，在吹除达到要求后关闭。

在吹除时，阀门不得开启过猛。

2.9.2向分馏塔系统导气，导气要慢，不得使压力有波动现象。

2.10分馏塔系统的冷却

2.10.1此阶段操作要点是必须保证空压机出口压力稳定，其操作值为0.58MPa，当主换热器冷端温度（T1-1）接近空气液化（约107K）时，此阶段便告结束。

2.10.2操作条件

2.10.2.1空压机运转正常

2.10.2.2空气预冷系统运行正常

2.10.2.3纯化系统处于正常操作状态

2.10.2.4膨胀机启动前工艺流路准备

2.10.2.5稍开产品氮气放空阀V108

2.10.2.6稍开产品氧气放空阀V104

2.10.2.7稍开污氮放空阀V106。

2.10.2.8打开阀门V1232。

2.10.2.9依次打开阀门V1、V2、。

2.11膨胀机组的启动

按《透平膨胀机使用维护说明书》之规定做好机组启动准备：

检查密封气供气系统准备情况，向机组提供密封气，其压力按膨胀机操作说明书调整。

A.全开空气通过阀V450,V421（V422）,V423（V424）,V405。

B.全开膨胀机出口阀V403（V404）。

C.启动膨胀机：

缓慢打开膨胀机进口阀V401（V402）为使增压机不发生喘振，应逐渐调节V403A（V403B）、V405阀来调整增压比和转速

2.12分馏塔冷箱内设备冷却

A.倒换分子筛吸附器再生气源：

缓慢关闭空气去纯化器再生气系统通过阀V1222，同时关小V106，以保证再生气流量的稳定，维持再生气压力恒定。

B.本阶段其它注意事项

冷却开始时，空气压缩机的空气不能全部进入分馏塔，多余的压缩空气由放空阀排放入大气，并由此保持压缩机排出压力不变。

随着分馏塔各部分温度的逐步下降，吸入的空气量将会逐渐增加，此时可用逐步关小空气压缩机的放空阀来进行调节。

随着分馏塔各部分温度的继续下降，当主换热器的冷端温度接近空气液化点温度时，冷却阶段即告结束。

须注意的是在冷却过程中冷箱内各部分的温差不能太大，否则会导致温差应力的产生，冷却过程应按顺序缓慢地进行，以确保各部分温度均匀。

（1）按工况及时调整各流路的阀门开度，控制好上下塔的压力。

（2）保持空压机排出压力。

（3）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。

（4）必须注意并控制各流路通过的流量，使各部分温度均匀下降，不能出现大的温差。

透平膨胀机的控制：

在冷却阶段，透平膨胀机的产冷量应保持最大，膨胀机出口温度区越低越好，但不能低于液化温度。

2.13液体积累及产生情况调整

2.13.1调整V1230的开度，使出口温度尽量降低至-100℃左右。

2.13.2稍开下塔液空排放阀V308，检查下塔是否有液空，当有液空后应排放，并视液空的清洁程度决定是否再次排放，直到干净为止。

2.13.3渐开主冷液氮回流阀V11，使下塔逐渐建立精馏工况。

2.13.4当下塔阻力逐渐上升后，对下塔进行纯度调整，可以通过对液氮回流阀V11液空节流阀液氮节流阀的调节以使下塔顶部的氮气纯度尽可能提高，并使塔底液空纯度控制32%左右。

2.13.5当主冷液面计LIA-2有指示时，应打开主冷排放阀V307，并脱开与排液总管的联接，排液以检查排出的液体是否干净为准，如果不干净应继续进行排液，直至主冷中的液体干净为止。

2.13.6当主冷中的液面高度约为650mm时，适当关小氧、氮放空阀，以提高上塔压力至0.030~0.035MPa。

2.13.7当上塔有阻力显示后，应边进行液体积累，边进行调纯，使主冷液体中的氧组分纯度尽快提高，以减小主冷温差，加快主冷的液体积累。

2.13.8在主冷液面逐渐上涨的情况下，应适当增大氮气和污氮的放出量。

当主冷液氧高度达到1500mm以上，液氧纯度达到99.5%O2，并稳定一段时间后，即可逐渐开大V105阀，开始送产品氧气。

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2.13.9本阶段其它注意事项：

a.随着空气的大量液化，进入分馏塔的气量也越来越多，因而要根据工况的变化，注意空压机保压，逐步减小放空量。

b.随着空气量的增加，要密切注意预冷机组等设备的压力温度变化，并及时对其进行调整。

c.经常察看V1229以检查空气进纯化系统时是否带有游离水，如果有，应开V1229进行吹除。

d.出分子筛吸附器空气中的CO2含量不得大于1×10-6，否则可视情况适当增大再生污氮量或将再生温度适当提高，或调整切换周期。

3.设备的正常操作与维护

3.1正常操作：

空分装置启动后经冷却、液体积累及工况调节后基本趋于正常，但由于在设备运转的初期，绝热材料尚未达到应有的温度以及外界的因素变化，对工况都有所影响。

为了以最小的消耗获得最多的合格产品，必须对设备经常进行综合调节，使设备始终处于最佳工况。

3.1.1空气预冷系统操作

应根据空冷塔的压力温度变化,及时对其冷却水的水量\压力温度进行调整.

详细参阅“预冷机组使用说明书”。

3.1.2纯化系统操作

详细参阅“纯化器使用说明书”。

3.1.3分馏塔工况的调整：

a.制冷工况的调整：

在保证膨胀机不超转速的前提下，调节膨胀机的进口阀开度，使主冷液面保持稳定。

b.精馏工况的调整：

目的：

使精馏系统处于最佳工况，使产品达到尽可能高的提取率。

方法：

精馏工况的调节主要是对分馏塔内物流的分配，即对回流液所作的调整、液面的控制及产品产量及纯度的调节。

1.保证入塔空气量及空气压力。

2.保证下塔和主冷液面稳定在设计值。

3.在保证下塔顶部氮气纯度的前提下，调节V1、V2节流阀的开启程度，使上塔各段回流液最为合适。

4.调节要根据流程特点，工况存在的问题逐步缓慢进行，否则会顾此失彼，反而使工况恶化，达不到预期调节的效果。

3.2设备的维护

这里对本设备的主要机组的维护作一说明：

正常维护工作是保证设备长期、稳定、安全运转的重要环节，切不可掉以轻心。

3.2.1总的操作管理

各岗位应设置操作记录表和维护履历本，并作好记录。

a.操作记录每小时记录一次，其内容包括温度、压力、阻力、流量、液位、纯度等。

b.每星期进行一次吹除测量仪表管线（吹除时仪表切除），校正仪表零点，检查纯化系统的切换程序是否正确。

3.2.2主要设备的正常维护

a.主换热器

调节主换热器各物流的分配，保证主换热器热端温差不大于3℃为宜。

热交换热器的维护，主要是注意阻力和温度的变化。

异常情况，通常是因为冰、干冰和粉末阻塞的原因。

这往往是设备操作不当而引起的，可以通过加温吹除来消除。

另外是注意热交换器有无渗漏，这可以通过分析热交换器进出口的组分有否差异进行判断。

装置中提供有许多分析点供取样分析。

b.冷凝蒸发器（主冷）

1.主冷液氧面（LIA-2）不得过低，但也不得过高，正常操作时将其控制在1000~1500mm。

2.当产品氧纯度下降时，应分析液氧和气氧的纯度差，以判断主冷是否串漏。

c.上、下塔

1.经常检查各塔阻力，以判断有无串气、漏液或塔板堵塞、液泛等现象。

第一次启动调整正常压的阻力可作为运行依据。

2.分析污氮气组份含量，以判断塔的分离效率。

d.分子吸附器

分子筛纯化器的管理，一个重要的方面是“切换装置”的管理，这可参考仪控说明书。

每星期需对纯化器检查一次，看再生和冷吹期间有否达到规定的温度，切换时间是否符合规定。

如有异常，应进行调正。

纯化器使用1到2年后，要测定分子筛颗粒破碎情况，必要时，要全部取出填料过筛，除去微粒，一定要仔细地吹刷过筛，以清除沉积在上面的微粒与粉末。

要按规定加添或更换分子筛，不得选用未经鉴定的分子筛，并且要确保吸附层达到规定高度。

e.阀门

低温阀门和氧气管线上的阀门必须无油和无油脂。

在维护和修理这些阀门时，要特别注意确保这一点。

如已与油和油脂接触，则应进行脱脂处理。

垫片和密封环也应无油和油脂，并必须用适合于氧阀门的不可燃材料制成。

阀门的管理和维护还包括保持阀杆可见表面的清洁和检查阀门的渗漏情况，阀门表面要定期涂上一种适合于氧阀门的润滑剂。

关于阀门和专用阀门的详细管理和维护要求，可参阅阀门使用维护说明书。

f.测量和控制系统

各种仪表管理和维护必须按照“仪控使用说明书”的规定进行。

测量管线应加特别维护，确保没有渗漏，不然，会影响仪表测量正确性，甚至不能工作。

同样测量管线的堵塞也是不允许的，应通过加温和吹除加以排除。

g.电加热器

①电加热器投运一定要先通气后送电，以免损坏电热元件。

②定期检查绝缘情况，应符合图纸要求。

4．正常生产时的主要控制参数

控制下列参数稳定是本空分设备运转正常及达到最佳设计状况的标志，在操作中应尽量达到下述值。

但由于制造、安装、季节性气温、水温变化，将使实际运转参数偏离设计值，这是正常现象。

4.1温度控制（单位：

℃）

TI-1101压缩机空气出口温度40

TI-1001空气出预冷机温度～10

TI-1201空气出纯化器温度17

TIS-1203污氮出吸附器温度记录连锁100

TIAS-1204再生气出电加热器温度200

TI-102氧气出分馏塔温度37

TI-104污氮气出分馏塔温度17

TI-401膨胀机前温度-123

TI-403（TI-404）膨胀机后温度-170

TI-1空气进下塔温度-172

4.2压力控制

下塔底部压力（PI-1）0.62MPa（G）

上塔底部压力（PI-3）0.155MPa（G）

膨胀机进口压力（PI-401，PI-402）0.806MPa（G）

膨胀机出口压力（PI-406，PI-407）0.145MPa（G）

氧气压力（PIC-104）0.141MPa（G）

氮气压力（PIC-107）0.118MPa（G）

污氮气压力（PIC-111）0.12MPa（G）

4.3阻力控制

下塔阻力（PdI-1）~15kPa

上塔阻力（PdI-2）~25kPa

4.4液面控制

下塔液空液面（LI-1）500mm

冷凝蒸发器液氧液面（LIA-2）1000~1500mm

4.5流量控制

空气进分馏塔流量（FI-1201）7700Nm3/h

氧气流量（FI-104）1500Nm3/h

再生污氮气流量（FIAS-1202）~2100Nm3/h

膨胀空气流量（FIC-441）1150Nm3/h

4.6纯度控制

氧气纯度（AIA-105）98%O2

透平膨胀机转速　　　　　　　　　～58760r/min（正常）

～64636r/min（报警）

＜67574r/min（停车）

5.停车与再启动

5.1计划短期停车

在一般情况下，有计划的短期停车或因故障而短期停车，停车时间在24小时内时，可不排放液体；但若主冷液面低于500mm时，无论何种原因，则都应排尽塔内所有液体。

5.1.1接到临时通知后，所有岗位都应做好停车的准备工作。

5.1.2全开产品放空阀，将氧、氮放空。

5.1.3关液体取出阀。

5.1.4开V2001仪表气，并将压力调至0.5MPa，同时关V2002空气。

5.1.5关闭透平膨胀机

5.1.6电加热器停止工作。

5.1.7停止向分馏塔导气。

停纯化系统，并关闭V1212，给纯化系统泄压。

5.1.8停预冷机组并打开空压机放空阀，停空压机。

5.1.9全关空分装置以下阀门

氧产品及放空阀

阀V1、V2、和V11

5.2突然停车

由于停电、供水或其它因素，造成设备突然停车，其停车步骤按“计划短期停车”进行操作，首先应关闭产品输出阀，停止产品输送。

5.3计划长期停车

其运行步骤同“计划短期停车”进行，其中必须做到：

停车后及时排放塔内所有液体。

检查空分装置所有阀门是否关闭，包括排液阀、吹除阀、切换阀、遥控阀门、计器阀门等。

分馏塔排液操作完毕后，将分馏塔静置2小时，使其自然升温，然后才能全面吹扫工作。

5.4设备短期停车后的再启动

空分设备短期停车后再启动方法和步骤，要根据停车时间的长短和塔内具体情况而定。

当主冷液位下降到正常操作值的20%时，必须排放液体，以防止乙炔等物质的浓缩，发生危险。

条件：

空分设备短期停车或临时停车后，系统内部仍处于低温状态。

方法：

参照冷开车即空分装置的启动操作的步骤，遵守其开车的各项原则进行操作，但在启动过程中应注意如下问题：

5.4.1按冷开车的启动准备程序作好准备工作。

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5.4.2装置临时停车后的再启动，操作步骤应根据冷箱内的温度情况而定，临时停车后的再启动，冷箱内设备及管道不必再进行吹扫。

冷箱外设备的启动按照前所述的方法进行，空气进入分馏塔前，纯化系统须先进行一个切换周期，后序操作步骤按照前所述的方法进行。

6.设备的（加温）吹扫

6.1分馏塔的全面吹扫

空分设备在安装、大修及长期停车后，其内部会积存灰尘、油垢、水份及其他杂质，这些物质的存在，会不利于设备的启动，同时设备在长期运转后，也会有水份，CO2及碳氢化合物积存，这样不仅使设备的阻力升高，影响设备的运转，甚至使设备的安全运行受到威胁，所以设备在大开车前均应全面吹扫一次，以达到所清除积聚的目的。

6.1.1在正常情况下，规定每1年停车吹扫一次。

6.1.2检查空分装置所有阀门是否关闭，特别是多套空分装置的联运，必须检查关联处阀门是否关闭。

6.1.3全面吹扫前应检查装置内的液体是否排放完毕，须静置2小时使设备自然升温后才能用干燥气体吹扫。

6.1.4全面吹扫前应准备一张工艺流程图和红铅笔，用以标记吹扫路线。

6.1.5按“空分装置的启动操作”中的2.1~2.9项程序和要求启动分馏塔前的各系统，并使之稳定运行，空气量调至约正常操作值的60%左右。

6.1.6吹扫加热用的气体来自空压机，当吹扫某一部分时，应同时对该部分的整个检测点进行吹扫。

6.1.7如果吹出口气体无游离水，已干燥，或经检测吹出气体的露点在-42℃（100PPm）以下，则吹扫即可结束。

6.1.8最后停空压机、预冷系统、分子筛纯化系统，关闭装置的全部阀门。

6.2局部加温吹扫

6.2.1阀门的加温

低温区段阀门都可能有泄露（一般是填料函冻结，对这些阀门不能用力打开或关闭，因为这样会严重损坏阀门）。

阀门的冻结应使用水或热蒸汽喷阀体，但必须注意，不得有水进入填料函盖。

阀门解冻后应检查出泄露点并及时处理。

6.2.2透平膨胀机的加温吹扫。

a.关闭透平部分的全部阀门。

b.打开加热线出口吹除阀。

c.打开加热线入口阀，包括电加热器前的有关阀门。

d.当全部热气体的进出口温度接近，且出口气体已干燥的话，那么加热即可结束。

e.然后关闭加热线上的阀门和透平部分的所有阀门。

7.安全技术

空分设备逐渐普及，其特性也逐渐被人们认识和掌握，但由于种种原因，其许多方面的安全性仍未引起人们的足够重视和充分认识，因此，大小事故每每发生，对人身和生产造成了不应有的危险。

7.1容易产生危害的方面

7.1.1高压电：

电压高、电流大，因此容易产生放电，击穿绝缘，电器严重发热，开停时对电网冲击大。

7.1.2低压电：

它负责水泵、油泵、仪表等电源的供电，因此它的影响是很广的，很可能引起机组飞车、自行停车、烧毁、失控等危害。

7.1.3水：

水的中断会使设备失去冷却而停运，停运设备中的水排放不尽，在低温天气时会冻坏设备等。

7.1.4高、低压气流介质不慎窜气，会使低压设备损坏。

7.1.5高浓度氧气是强烈的助燃剂，会使可燃物降低着火点，会使本来是安全距离外的火源成为不安全。

7.1.6高浓度氮气会使人窒息、死亡。

7.1.7运转的空分设备，是一个低温冷源，任何不当的操作都可能造成低温气体、液体的外泄，引起一系列的视野障碍，对人体造成灼伤、窒息、强烈燃烧、冻坏设备、急剧的体积膨胀而使设备爆碎等危险。

7.1.8保冷箱中的绝热材料流动性强、容积大，可使人沉埋而窒息死亡。

7.1.9设备内积存下的高浓度CO2、C2H2及其他碳氢化合物会使设备无法运转，不注意时则会发生爆炸。

7.1.10高突的冷箱建筑在雷雨天气是很容易放电。

7.2安全工作的注意事项：

安全问题已在设备设计和工程设计中基本考虑了，但由于诸多危险因素使空分设备运行存在隐患，特别是操作员对设备性能的认知程度、管理制度的完善与否都将严重地影响安全工作。

使用单位必须对设备运行状态时时严密地监视，以发现其中的隐患和不足之处，并应

采取相应的补救措施。

操作人员都必须经过培训，并经考核后才能上岗。

严格禁止违章操作及越岗位的操作。

一切安全标志应醒目准确。

必须建立严格的的安全管理制度。

空分设备周围及附近严禁烟火，严禁贮存可燃物、爆炸物、油脂、汽油等。

空分设备附近，必须设置必要的而完善的消防设备。

要有良好的照明设施，工地车间周围的通道不能堆放物品，保持畅通，操作室一定要

有良好的通风设备，保持空气新鲜，以防有害气体浓缩。

空分设备要有安装可靠的避雷装置。

排放液氧、液氮、液空时