KDONAr-10000/20000/350型空分設備流程特點及調試總結

李 豪 陳永強 張勇志

（河南開元空分集團有限公司，河南 開封 475004）

KDONAr-10000/20000/350型空分設備流程特點及調試總結

李 豪 陳永強 張勇志

（河南開元空分集團有限公司，河南 開封 475004）

介紹銅陵富鑫KDONAr-10000/20000/350型空分設備的技術參數、工藝流程及特點，敘述空分設備的調試情況，以及調試中發現的問題。

空分設備；工藝流程；調試

1 空分氧氣自增壓流程

銅陵市富鑫鋼鐵有限公司（以下簡稱銅陵富鑫）KDONAr-10000/20000/350型空分設備由河南開元空分集團有限公司成套供應并安裝。

空氣自過濾器底部吸入，經空壓機增壓后，通過空冷塔冷卻，然后進入分子篩吸附器。空氣出純化系統后，分為兩路：一部分空氣經過膨脹機增壓端增壓后到主換熱器，然后從主換熱器的增壓空氣通路抽出作為膨脹空氣，再經過熱虹吸送入上塔中部。

另一部分空氣直接進入冷箱，一部分在主換熱器中與返流氣體換熱后進入下塔；一部分在主換熱器中與返流換熱，再在液氧蒸發器中液化后送入下塔中下部。

在下塔中，空氣被初步分離成氮、貧液空和富氧液空，頂部氮氣在冷凝蒸發器中被冷凝為液體，同時主冷的低壓側液氧被汽化。部分液氮作為下塔回流液，另一部分液氮從下塔頂部引出，經過冷器被氮氣和污氮氣過冷并節流后送入上塔頂部和精氬塔冷凝器冷凝側，其余部分作為產品液氮送出。貧液空從下塔中部引出，經過冷器被氮氣和污氮氣過冷并節流后送入上塔相應部位，參與精餾。富氧液空在過冷器中過冷后一部分送入上塔作為回流液，另一部分經節流送入粗氬塔冷凝器作冷凝側的冷源，汽化后的液空蒸汽回上塔參加精餾。

液氧從上塔底部靠液位差增壓。在液氧蒸發器中汽化，汽化后的氧氣被送到主換熱器中通過與空氣進行換熱，復熱至環境溫度作為產品氧氣輸出。

污氮氣從上塔中上部引出，并在過冷器及主換熱器中復熱后送出分餾塔外，部分作為分子篩吸附器的再生氣體，其余與氮氣送往水冷塔回收制冷能力后放空。

從上塔相應部位抽出氬餾分氣體氬餾分直接從粗氬塔的底部導入，粗氬塔上部粗氬冷凝器采用過冷后的液空作冷源，冷凝下來的液氬作為回流液，與上升氣進行精餾。

工藝氬氣從精氬塔中部進入作為上升蒸汽參加精餾，與此同時在精氬塔蒸發器氮側利用下塔頂部來的壓力氮氣作為熱源，促使精氬塔底部的液氬蒸發成上升蒸汽，而氮氣被冷凝成液氮節流后送入上塔參加精餾。來自過冷器并經節流的液氮進入精氬塔冷凝器作為冷源，使精氬塔頂部產生回流液，以保證塔內的精餾，使氬氮分離，從而在精氬塔底部得到99.999%Ar的液氬產品。

2 技術參數

表1 銅陵富鑫KDONAr-10000/20000/350空分設備的技術參數

3 工藝流程特點

①設備具有較強的安全性，大量液氧從主冷底部進入液氧蒸發器，一部分被蒸發，另一部分從液氧蒸發器底部抽出作為產品，大大降低了碳氫化合物在主冷的聚集［1］。

②能耗大大降低，比一般內壓縮節省了增壓機和液氧泵。因為氣氧壓力相對不是很高，蒸發液氧的空氣由空壓機來提供，通過液位差使液氧進入液氧蒸發器。

③工況調節彈性大。設備負荷可進行75%～105%調整，來滿足用戶需要。

4 調試總結

2011年6月進行KDONAr-10000/20000/350型空分設備外圍和冷箱內設備吹掃、裸冷測試和流動性試壓。7月1日一次性開車成功，生產出合格的氧、氮產品；7月20日生產出合格的氬產品。

4.1 調試過程及應注意問題

①啟動空壓機系統、預冷系統和分子篩純化系統以及打通吹掃流路的過程，與以往的空分相同；在空氣導入下塔，開啟導氣閥時，應注意閥門前就地壓力表，開啟閥門速度應根據壓力表壓力變化來決定。

②冷卻階段，啟動兩臺透平膨脹機，吹除閥結霜后應全部關閉。在開啟膨脹機時應注意兩臺膨脹機的各個參數，使兩臺膨脹機參數基本一致。

③積液階段，應緩慢關閉膨脹機中抽閥門，緩慢打開底抽閥門，使膨脹機出口得到更低的溫度，加快積液。在積液過程中應注意主冷液位計指示，可根據積液時間與主冷測滿閥來檢查其顯示是否正確。

④主冷采用單層結構，主冷液位上升至3 100mm以上時，關閉一臺膨脹機，打開下塔回流閥及液氮去上塔節流閥進行調純，調節膨脹量，并向液氧蒸發器充液。通過貧液空進上塔閥門調節富氧液空氧含量，通過液氮進上塔閥門調節液氮純度。

⑤主塔工況正常后，開始進行調氬。逐漸打開液空去粗氬冷凝器節流閥，來增加負荷，啟動粗氬泵，建立工況。工藝氬中氧含量合格后將其導入精氬塔，逐漸開大液氮去精氬塔冷凝器節流閥，液氬通過下塔頂部抽出的氮氣進行蒸發，在底部得到高純度的液氬。

4.2 調試心得

①本設備采用在熱虹吸內部液氧與膨脹空氣換熱來降低膨脹空氣過冷度。當主冷液位降低到一定程度時，液氧中的碳氫化合物留在熱虹吸中，當碳氫化合物在某一點聚集到一定濃度后會發生爆炸。可以讓液氧蒸發器出來的氣氧與膨脹空氣換熱，來代替熱虹吸。

②空氣進液氧蒸發器前后都設置閥門。在調試中，空氣進液氧蒸發器自動閥門全開，通過控制空氣進液氧蒸發器出口閥，來調節氣氧量。所以空氣進液氧蒸發器進口閥可以去掉。

③在臨時停車時，因為液氧進液氧蒸發器閥門閥芯損壞，使主冷液氧從氣氧管道中噴出，導致氣氧去氧壓機之間碳鋼管道凍裂，所以應在自動閥后增加手動閥。

5 結語

銅陵富鑫KDONAr-10000/20000/350空分設備投產運行至今，工況穩定，產品達到或優于設計值，提取率高，液體產品產量大。在調試過程中，各個專業工程師集思廣益解決現場發現的問題，優化空分流程，解答用戶提出的問題，贏得了用戶高度的評價，圓滿完成本次安裝調試任務。

［1］夏亮.KDONAr-28000/40000型空分設備流程特點及調試總結［J］.深冷技術，2013（4）:33-36.

Procedure Featuresand Comm issioning Summary of KDONAr-10000/20000/ 350 Air Separation Plant

LiHao Chen Yongqiang Zhang Yongzhi
（Henan Kaiyuan Air Separation Group Co.，Ltd.Kaifeng，Henan 475004）

The technical parameters，technical process and features of tongling fuxin KDONAr-10000/20000/350 air separation plant are introduced，and the commissioning and the problems found in the commissioning are de?scribed.

air separation plant；technical process；commissioning

TQ116

A

1003-5168（2015）05-0080-2

2015-4-15

李豪（1987-），男，本科，助理工程師，研究方向：空分調試，流程設計。