两万空分装置分离岗位规程版2.docx

两万空分装置分离岗位规程版2.docx

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两万空分装置分离岗位规程版2

Q/YMQ

河南煤气（集团）公司义马气化厂企业标准

Q/YMQ（KF）J20304-2010

空分车间KDONAr-20800/11000/720

分离岗位操作规程

2010-00-00发布2010-00-00实施

义马气化厂发布

Q/YMQ

河南煤气（集团）公司义马气化厂企业标准

Q/YMQ（KF）J20304-2010

空分车间KDONAr-20800/11000/720

分离岗位操作规程（0B版）

编写：

审核：

审定：

批准：

受控号：

目录

1、适用范围及职责范围

2、主要配套机组及性能

3、基本原理

4、开车程序

4.1、开车前的准备

4.2、预冷系统的启动

4.3、纯化系统的投用

4.4、装置吹扫和加温

4.5a、裸体冷冻

4.5b、冷箱导气

4.6、启动增压透平膨胀机组

4.7、设备冷却及积液

4.8、液氧、液氮泵预冷及启动

5、装置停车

5.1、正常停车

5.2、紧急停车

6、氩系统操作

7、单元设备操作法

7.1、增压膨胀机组操作说明

7.2、液氮泵操作说明

7.3、液氧泵操作说明

7.4、液氩泵操作说明

8、液氩储罐使用说明

9、液氧贮槽使用说明

附录：

1、液氧装车安全操作规程

2、主要操作指标一览表

3、安全规程

4、配套设备明细表

5、配套阀门明细表

6、原辅材料表

1适用范围及职责范围

本操作规程作为KDONAr20800/11000/720型空分装置岗位操作的依据。

在执行本岗位操作的同时，还必须执行本装置的其它技术规程，以及职务责任和工作标准等规章制度，在操作中必须精心操作，机智灵活地排除各种故障，确保装置安全稳定运行。

本规程如与厂家/设备生产商提供的说明资料不符，以供应商资料为准。

2主要配套机组及性能：

2.2.1自洁式空气过滤器：

1套

技术参数

处理气量4000Nm3/min

设计温度—30~50℃

设计压力—5Kpa

过滤效率99.9%（≥1pm）

过滤材质植物纤维

工作阻力350~800pa

2.2.2蒸汽透平压缩机组1套

原料空压机参数：

排量116000Nm3/h（干空气）

进口压力94Kpa（A）

排气压力（止回阀后）0.63Mpa（A）

排气温度≤105℃

增压空气压缩机参数：

总排量66000Nm3/h

进口温度30℃

进口压力0.59Mpa（A）

排气温度≤40℃

中抽气量30300Nm3/h

中抽压力（止回阀后）2.33Mpa（A）

末级气量35700Nm3/h

末级出口压力（止回阀后）5.8Mpa（A）

2.2.3空气冷却塔1台

位号AT1101

型式双层填料塔

处理气量116000Nm3/h

工作压力0.62Mpa（A）

空气进口/出口温度≤105℃/≤15℃

冷却水流量280m3/h

低温水流量50m3/h

制造厂川空集团

2.2.4水冷塔1台

位号WT1101

型式填料塔

工作压力常压

冷冻水出塔温度≤14℃

污氮温度38℃

污氮流量50000Nm3/h

制造厂川空集团

2.2.5离心冷却水泵2台（用一备一）

型号：

IS250-200-450

扬程：

69m

流量：

300m3/h

电机功率：

110KW

制造厂浙江水泵厂

2.2.6离心冷冻水泵2台（用一备一）

型号100D-16×6

扬程：

105m

流量：

54m3/h

电机功率：

30KW

制造厂：

浙江水泵厂

2.2.7分子筛吸附器2台

位号MS1201/MS1202

型式卧式

切换周期（单只吸附时间）4h

处理气量116000Nm3/h

工作压力0.61Mpa.A

空气进口/出口温度16℃/22℃

空气出口质量CO2≤1PPmH2O≤-65℃

再生气量20000Nm3/h

再生温度165℃

制造厂川空集团

2.2.8蒸汽加热器1台

位号SH1201

型号BIU1800-1.1/0.1-400-5.2/19-211

加热气量20000Nm3/h

换热面积340m2

蒸汽耗量2500Kg/h（2.55Mpa.G）

制造厂川空集团

2.2.9总放空消音器1台

位号SL1201

制造厂川空集团

2.2.10增压透平膨胀机组2台

位号ET401（进口）ET401A（国产）

型号PLPK-505/29.0-4.8PLPK-505/29.1-4.9

性能指标增压机膨胀机增压机膨胀机

处理气量（m3/h）30300±30%30300±30%3030030300

进口压力（Mpa.A）2.283.02.283.06

出口压力（Mpa.A）3.050.583.010.59

进口温度（K）313150313150

效率82%88%≥85%

制造厂法国CRYOSTARS.A.S川空

2.2.11增压机后冷却器2台

位号WE401//WE401A

型式固定管板式

处理气量31500Nm3/h

工作压力3.1MPa.A

空气进口温度＜86℃

空气出口温度≤40℃

冷却水耗量72m3/h

制造厂川空集团

2.2.12分馏塔1套

型号FONAr-20800/11000/720

加工空气量106000Nm3/h

空气进口压力0.6MPa.A

空气进口温度23/40℃

分馏塔性能参数：

注：

Nm3/h为0.103Npa（A）、0℃下的体积流量。

（以下同）

运转周期（二次大加温间隔时间）二年以上

装置启动时间（从膨胀机启动到氧气纯度达到指标）~36小时

加温解冻时间24h

制造厂川空集团

2.2.13蒸汽喷射器1台

位号VE101

制造厂川空集团

2.2.14工艺液氧泵（两台用一备一）

型号CDS2/298/268/4.5L-3.7-WBVC-C10型

型式离心式

流量23000Nm3/h（折合气态）

排压3.8Mpa

制造厂法国CRYOSTARS.A.S

2.2.15工艺液氮泵2台（用一备一）

型号CDS2/295/265/4.5L-3.6-VC-WB-C10型

型式离心式

流量12100Nm3/h（折合气态）

排压3.0Mpa

制造厂法国CRYOSTARS.A.S

2.2.16工艺液氩泵2台（用一备一）

型号CS155/9.5L-4.4-CB-C10FC型

型式离心泵

流量600L/min

扬程65m

制造厂法国CRYOSTARS.A.S

2.2.17活塞液氧泵1台

型号TBP5000-7500/38型低温泵

型式活塞式

流量6000Nm3/h（折合气态）

排压3.8Mpa

制造厂杭州新亚低温设备有限公司

2.2.18液氧贮槽1台

位号SV1701

型式粉末绝热贮槽

容积500m3

设计压力常压

制造厂川空集团

2.2.19液氩贮槽1台

位号SV2201

型式真空粉末绝热储槽

容积100m3

设计压力0.8Mpa

制造厂川空集团

2.2.20水浴式汽化器1台

位号LV1701

型式紧凑式

汽化量6000Nm3/h（折合气态）

设计压力3.9Mpa

制造厂川空集团

3基本原理

干燥空气的主要成份如下：

空气中的主要成份的物理特性如下：

空气中其它组成成分，如氢、二氧化碳、碳氢化合物的含量在一定范围内变化，而蒸汽含量则随着温度和湿度而变化。

空气的精馏就是利用空气的各种组份具有不同的挥发性，即在同一温度下各组份的蒸汽压不同，将液态空气进行多次的部分蒸发与部分冷凝，从而达到分离各组份的目的。

当处于冷凝温度的氧、氮混合气穿过比它温度低的氧、氮混合液体时，气相与液相之间就发生热质交换，气体中的一部分冷凝成液体并放出冷凝潜热，液体则因吸收热量而部分蒸发。

因沸点的差异，氧、氩、氮的蒸发顺序为：

氮＞氩＞氧，冷凝顺序为：

氧＞氩＞氮，在本系统中，该过程是在塔板上进行的，当气体自下而上地在塔板上逐块通过时，低沸点组份的浓度不断增加，只要塔板足够多，在塔的顶部即可获得高纯度的低沸点组份。

同理，当液体自上而下地在塔板上逐块通过时，高沸点组份的浓度不断增加，通过了一定数量的塔板后，在塔的底部就可获得高纯度的高沸点组份。

由于氧、氩、氮沸点的差别，在上塔的中部一定存在着氩的富集区，制取粗氩所需的氩馏份就是从氩富集区抽取的。

3.1工艺流程简介

3.3.1空气预冷系统：

该系统主要由空冷塔、水冷塔及四台水泵组成。

空冷塔为装有两层塔料的填料塔。

空气由空压机出口管道送入空冷塔底部，自下往上穿过填料层，被从上往下的水冷却，同时洗涤空气中的部分NOxSO2Cl+等有害杂质，最后穿越顶部的丝网分离器，进入分子筛纯化系统。

出空冷塔空气的温度约为16.5℃。

进入空冷塔的水分为两段。

下段为来自循环水装置的循环冷却水，经循环水泵加压进入空冷塔中部，与由顶部流下来的低温水汇合自上而下出空冷塔回冷却水塔。

上段低温水是由循环水装置来的循环水经水冷塔冷却（利用分馏塔来的多余的干燥污氮与水进行热质交换）冷却至14℃后，由低温水泵加压，送入空冷塔顶部。

3.3.2空气纯化系统：

该系统主要由两台吸附器、一台蒸汽加热器组成。

分子筛吸附器为卧式双层床结构。

下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只吸附器切换工作。

由空冷塔来的空气，经吸附器除去其中的水份、CO2及其它一些CmHn后，除一部分作仪表气之外，其余又分为两路：

一路去增压机，另一路去冷箱经主换热器冷却再去下塔。

当一台吸附器吸附时，另一台吸附器则进行再生。

由分馏塔来的污氮气，经蒸汽加热炉加热至210℃后，入吸附器加热再生，脱附掉其中的水份及CO2，后经放空消声器排入大气。

经由吸附器纯化后的空气水分露点≤－65℃，CO2≤1Pm，温度为23℃。

3.3.3空气增压机组：

纯化后的一部分空气进入空气增压机组，在此继续增压。

中抽部分中压空气去增压透平膨胀机系统，未级高压空气去冷箱，经主换热器冷却后节流去下塔。

3.3.4增压透平膨胀机系统；

该系统主要由增压透平膨胀机，供油装置，增压机后冷却器组成。

由增压机组来的中抽空气进入增压端，消耗掉由膨胀端输出的能量，同时使压力得以继续升高，经增压端增压后的空气入增压机冷却器，被常温水冷却到40℃左右，再进入主换热器冷却到一定温度~－123℃后进入膨胀端膨胀，膨胀后的空气去下塔参与精馏。

3.3.5氧、氮精馏

出纯化系统的空气一部分直接进入冷箱；另一部分进入空气增压机组增压。

直接进入冷箱内的空气被返流的气体冷却到接近液化温度后分两路：

一路进入下塔的底部，一路进入液氮蒸发器液化，然后进入下塔下部，进行第一次分馏。

进入增压机的空气也分为两路：

中抽空气进入增压透平膨胀机增压端增压，经增压冷却后进入冷箱内的高压换热器，被返流气体冷却到一定温度，进入膨胀机膨胀制冷，膨胀空气进入下塔，参与精馏；另一股继续增压到一定压力进入冷箱内的高压换热器与返流的液氧、液氮、污氮换热，液化后经节流进下塔中部参与精馏。

在精馏塔中，上升气体与下流液体充分接触，传热传质，在下塔顶部得到纯氮气，纯氮气进入下塔顶部的主冷凝蒸发器氮侧被氧侧的液氧冷凝，同时液氧得到气化。

液氮一部分作为下塔的回流液；一部分经过冷器过冷后节流送入上塔；其余液氮经泵加压后，部分进入高压换热器复热作为中压氮产品，另一部分抽出节流进入液氮蒸发器气化后在主换热器复热，作为低压氮产。

在下塔中产生的液空及污液氮也经过冷器过冷，节流后进入上塔参与精馏，在上塔内，经过再次精馏，得到产品液氧和污氮。

液氧从主冷抽出，小部分作为产品送入贮槽，大部分进入液氧泵加压后进入高压换热器汽化复热后送用户。

3.3.6氩精馏

氩的提取采用全精馏制氩的最新技术，为了制取氩，从分馏塔上塔下部的适当位置引出一股氩馏份气送入粗氩塔Ⅰ进行精馏，使氧的含量降低；粗氩塔Ⅰ的回流液体是由粗氩塔Ⅱ底部引出经工艺液氩泵输送来的液态粗氩。

从粗氩塔Ⅰ顶部引出的粗氩气体进入粗氩塔Ⅱ并在其中进行深度氧氩分离，经过粗氩塔的精馏，在粗氩塔Ⅱ的顶部得到含氧量≤2PPm的粗氩气，粗氩塔Ⅱ的顶部装有冷凝蒸发器，以过冷器后引出的液空经节流后送入其中作为冷源，绝大部分的粗氩气经冷凝蒸发器冷凝后作为粗氩塔的回流液，其余部分由粗氩塔顶部引出（含氧量≤2PPm的粗氩）并送入精氩塔。

精氩塔的底部装有一台蒸发器，以下塔顶部引出的中压氮气（约0.5Mpa）作为热源使液氩蒸发，同时氮气被液化回到上塔。

在精氩塔的顶部装有冷凝器，以来自液氮节流阀前的液氮为冷源，使绝大部分上升气体冷凝作为精氩塔的回流液，经过精氩塔的精馏，在精氩塔底部得到99.999%的精液氩，引出冷箱作为产品液氩。

3.4装置性能产品参数概述

3.4.1加工空气条件

进装置加工空气流量116000m3/h（101.3Kpa（A）0℃干空气）

时装置加工空气压力630Kpa（A）

进装置加工空气温度；≤105℃

变负荷调节范围；70%~110%

3.4.2产品指标

按上述1.1条的加工空气条件，相应的分馏塔系统的性能指标如下：

注：

a、液态产品为折合气态后的产量。

Nm3/h系指0℃，760mmHg（下同）。

b、液态产品出冷箱压力以地面零标高计。

c、液氧产量不包括在气氧产量中。

3.4.3运转周期（两次大加温之间的间隔时间）；二年

3.4.4装置加温解冻时间；~36小时

3.4.5装置起动时间（从膨胀机启动到氧气纯度达到指标）：

~36小时

4开车程序

4.1原始开车或大修后开车

4.1.1开车前的准备

a）KDONAr20800/11000/720型空分设备全部安装检验完毕，强度试验合格，安装记录核实无误，分馏系统彻底吹扫，达到清洁干净，空分系统气密试验合格。

b）各计量器、仪表调校准确，报警、联锁灵敏好用，DCS控制系统运行正常

c）外供汽、电、气、水满足启动条件。

d）各机泵启动前准备工作完成，具备启动条件。

e）空冷塔底、水冷塔底液位调整正常。

f）关闭空分装置所有阀门（已投用的仪表根部阀门除外）

g）准备好记录纸，流程图及必要的工器具

h）开膨胀增压机后冷却器上、回水阀及排气阀，排气后关闭。

i）开膨胀机组油站油冷却器上、回水阀及排气阀，排气后关闭。

j）蒸汽加热器投用前的准备

开中压蒸汽（2.55mpa、220℃）进口管道的疏水阀及蒸汽加热器的疏水阀V1222，缓慢微开蒸汽总阀V1216及TCV1205前后截止阀和旁通阀V1217，暖管合格后关疏水阀及旁通阀。

开V1220、V1221，蒸汽总阀V1216开度调整至满足蒸汽加热器工作条件即可。

k）PIAS1102联锁解除，手动设定0.45MPa以上。

4.12按照《空压机组操作规程》启动压缩机组。

4.2预冷系统的启动

①预冷系统启动前的准备工作；

a）确认水冷塔LICA1103正常投用，LCV1103前后截止阀V1125、V1126全开。

b）确认空冷塔底部液位LICAS1101正常，V1103、V1104全开，旁通阀V1102关闭

c）打开循环水上水阀V1143，检查压力及温度正常

d）开循环水泵、低温水泵WP1101/2/3/4的进口阀V1117、V1118、V1134、V1135及进出口管道上的排气导淋阀V1114、V1122、V1123、V1115、V1132、V1133、V1140、V1141，排完气后关闭导淋。

e）全开V1142

f）检查泵的润滑正常，盘泵无卡涩。

现场的转换开关打到“自动”位，联系电气人员送电。

②预冷系统的启动

a）关闭V231，缓慢打开V1101向空冷塔导气，当空冷塔压力与压缩机出口压力相当时打开HV1101同时关V1101。

b）当PIAS1102实际值≥400Kpa时，DCS上点击泵体起动并确认，开WP1101或WP1102，现场观察泵运行正常后全开V1120或V1121、DCS上逐渐打开FCV1101，控制流量约380m3/h；用同样的方式启动低温水泵WP1103或WP1104，逐渐打开FCV1102，控制流量约58m3/h,手动调节LCV1101及LCV1103，保持空冷塔、水冷塔液位在1100mm，稳定后投自动。

③调节空压机组压力,升至额定或要求压力，稳定后将PIAS1102投自动。

可根据需要外供装置空气。

4.3纯化系统的投用

①开车前的准备

a）全面检查设备是否正常，阀门动位是否灵活可靠，关闭所有阀门。

b）选择MS1201与MS1202其中一组为工作状态，使其程序暂停（以MS1201吸附为例）

c）逐渐打开HV1203及出口阀HV1207，对MS1201充压。

d）当MS1201进、出口压力均衡时，打开HV1201、污氮进出口阀HV1206、HV1210，关HV1203。

e）稍开PCV105,缓慢打开V1225，控制压力PI1205不超过18Kpa，空压机组注意保压，调整加温空气流量为FIC1201为20000Nm3/h

f）打开温控阀TCV1205，投用蒸汽加热器，调整TIA1206为170℃投自动。

在建立低压蒸汽管网时应缓慢打开水汽分离器顶部的低压蒸汽外供阀门。

打开LV1052前后截止阀，渐关V1222至全关，渐开V1221前后阀门至全开对中压蒸汽入水汽分离器管线充分暖管后，设定LIC1052为300mm投入自动调节。

g）纯化器程序投入自动状态。

h）启用AIA1204，保证CO2≤1PPm，启用AIA1203，保证水份露点≤-65℃后可外供仪表空气，准备向分馏塔导气。

4.4装置吹扫和加温

空分装置在安装完检修后开车之前进行系统的吹扫，其目的是清除装置内水份，这一过程要求各排气管出口气体中水分达到与入口相同即可；空分装置达到运行周期进行检修前，必须对装置进行加温，这一过程要求出口气体的温度与进塔气体温度相同为止，目的是清除积聚物，为装置检修创造条件。

4.4.1吹扫和加温的工艺要求

a）气源：

分子筛吸附器后清洁干燥空气

b）将冷箱壁仪表阀的接管拆开，管侧封闭（留用的压力测点除外）

c）分馏塔系统加温时，透干膨胀机机体、液体泵泵体应用盲板盲死，进出口管口吹扫完毕后再拆盲板。

d）加温过程不能中断，难于加温的地方，应尽可能减少排放口以增加气量，保证加温彻

底，加温结束时要及时封闭装置。

e）对加温的管线在流程图上用红色标记标清楚，过程记录要完整，并做好交接工作，对安全阀系统应考虑加盲板或接临时短管、阀件、或者拆除。

f）空分塔、氩塔各系统吹扫与加温标准；

1）分馏塔系统吹扫时，以各测点排出气体水分达到合格时结束；加温时，以各测点排出

气体温度与空气进塔温度相同，恒温2小时或分析排放口的水含量小于2ppm为合格。

2）透平膨胀机及液泵的加温，要求排气温度、水分与空气进气温度相同，恒温2小时结束。

g）空分塔系统加温，再生压力要求。

1）分馏系统：

低压40~50Kpa，中压（下塔及其余）0.25~0.4Mpa高压：

0.4~0.5Mpa

h）加温吹扫流路

1）下塔吹扫流路（含部分氩塔及LN泵）

E1AV306/V228（去阀）

①来自分子筛后干燥空气HV101E1BK2V338

V101LCV6C1

E1C

V308/V309

HV701C2

C1K702

V325

V314

K1V313

V222/V223

V1081A/B

V334/V335

PCV1082A/BV1082A/BV336/V337

V1V308/V309

HV2C2

LCV1C2

V1E2A/BPCV704

LCV704K703V326

V215

C2

LCV702K701V317

HV701C2V701C2

K702

V325

②空气来自膨胀机组V341

E1C1同低压空气吹扫流路

③空气来自增压机V342

E1LCV5C1同低压空气吹扫流路

2）上塔吹扫流路（含部分氩系统及LO、LAr泵）

V310

LCV1V210

V311

V312

①来自C1塔气体LCV2

液氧贮槽

V220/V221

HV1701A/B

V330/V331

C2PCV1702A/BV1701A/B（泵加盲板）

V332/V333

LCV1701A/B

PCV105FCV102A/B

HV4HV102

分子筛前（拆开吹）

V212/V214

C701V318/V319PCV701V702/V703V315/V316

LCV701V320/V321

V706/V707V322/V323

C702HV703（去V701）V709

V324

V708C702V706/V707HV702

C703K703V711

V328

C702K701V327

3）膨胀机前后管线吹扫

中抽空气来自增压空压机（过虑器加盲板，并短接）透平膨胀增压机入口（入口法兰处拆开）FCV401V402（去除）V403

加温空气V201膨胀机后管道法兰处（机体加盲板）；吹好后V201机体喷咀紧急切断阀（AF401短接）V301

4.4.2加温操作

4.4.2.1分馏塔系统加温

a）启动空气压缩机运行，保持出口压力0.53Mpa

b）启动空气预冷系统

c）启动分子筛纯化器并运行两个周期，出纯化器空气中CO2≤1ppm，露点≤—65可向分馏塔送气，至下塔压力稳定。

d）调整阀门状态，打开主塔、氩系统所有吹除阀，逐渐打开所有加温气进气阀及冷箱壁仪表根部阀。

e）PIC105设定15Kpa投自动，调整空压机气量、压力。

依次打开LCV1、HV1、HV2、V1，通过PCV105和HV102控制上塔压力在20~40Kpa。

f）加温过程中，注意调节气量分配，保证加温彻底。

4.4.2.2加温操作注意事项：

a）系统加温前，分子筛纯化器应再生彻底，透平膨胀机油系统启动正常。

b）系统加温在调节气量分配时要缓慢进行，避免对分子筛床的冲击，同时注意空压机组的操作，避免造成喘振。

c）各系统之间的连通管线、阀门，高、中、低压系统的连通管线、阀门，排液阀，加温前要认真检查，由专人负责关闭，避免通气时发生超压。

d）膨胀机机前机后管线不允许同时加温，通气缓慢进行，防止机后超压

4.5裸体冷冻