國內大型空分設備的技術要點與創新方向

邊　羽（本鋼板材股份有限公司能源總廠,遼寧　本溪　117000）

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國內大型空分設備的技術要點與創新方向

邊羽
（本鋼板材股份有限公司能源總廠,遼寧本溪117000）

摘 要：國際經濟環境的穩定成熟、國內市場經濟的建設發展，為各行各業提供了優越的發展機會與發展空間。國內石化行業中的石油開發采取、石油煉制、成品及副產品銷售、油氣運輸儲藏、化工制品的生產等項目，需要加強生產經營策略、提高科技創新能力，在此過程中，大型空分設備的生產技術是決定化工企業制造生產能力的關鍵點。有關企業和技術人員應當加強對大型空分設備的生產技術研發和科技創新，提高大型空分設備的使用性能，增強大型空分設備的智能化、功能化，通過大型空分設備的生產技術提高優化，為化工企業的發展提供助力。下文中，筆者將從個人工作經驗出發，總結當前我國大型空分設備的生產技術情況，分析大型空分設備的技術要點與創新方向，最后對儀表自動化設備的技術管理提出個人看法觀點。

關鍵詞：石化行業企業；大型空分設備；生產技術創新；儀表自動化；制造規模

0　引言

大型空分設備是石化行業、石化企業在生產制造過程中使用的重要儀器設備，其運作機械原理是實現對空氣的降溫冷卻，同時以增壓方式讓空氣的體積變小、轉化為液態，根據空氣中各組成氣體之間的沸點差異，讓液化物與氣體充分接觸并發生反應，在熱質交換原理的作用下，實現高純度氣體的分離。我國很多知名石化企業通過學習借鑒國外先進儀器設備的生產經驗和生產方案，并在技術研發、科技創新活動的帶領幫助下，已經具備設計、生產制造先進大型空分設備的技術能力，能夠與其他國際先進設備生產制造廠商進行競爭，全面提高了我國石化機械設備設計、制造生產工藝水平。

1　現階段國內大型空分設備的設計、制造生產技術概況

最近的數據調查分析顯示，國內生產制造大型空分設備的化工企業，在機械設計、制造生產工藝研發等領域中表現優異，其中部分企業的機械設計水平、設備生產制造工藝已經具備國際領先水平。其具體情況總結分析如下。

（1）大型空分設備的生產制造規模擴大化。石油開發采取煉制、成品及副產品銷售、油氣運輸儲藏、化工制品生產等行業的集團化發展趨勢，對化工生產機械設備的功能性質、使用性質提出了更高的標準要求，化工機械設備需要滿足生產制造規模逐漸發展壯大的經營需求。因此體現在大型空分設備管理方面，表現為大型空分設備一方面應當具備更高的生產能力，另一方面還應當提高其配套生產能力。隨著化工行業的崛起建設，國際、國內市場上需要更多數量的大型空分設備投入到化工生產過程中。從現實情況分析，我國化工企業亟需在現有基礎上，提高大型空分設備的機械設計水平和生產制造工藝，增強企業產品的科技含量，提高企業的綜合競爭力，與國際大型化工設備制造廠商企業進行健康、良好的競爭，在國際機械設備制造領域爭奪領先地位。我國部分制造企業不斷學習國際先進機械技術，加強對機械設備的研發，將新型生產制造技術應用在大型空分設備的設計方案當中，創新技術應用，取得明顯實效。

（2）大型空分設備的機械設計方案優化、豐富制造工藝的種類。在對我國化工設備生產企業情況進行統計的基礎上，筆者發現化工設備生產企業已經突破了傳統的設備制造管理流程，在新型空分設備生產過程中，更加注意客戶對大型空分設備的性能要求、功能要求，根據客戶意見制定大型空分設備的設計方案、生產制造方法，因此出現了生產制造工藝的多樣化、種類豐富。部分大型空分設備生產企業一方面借鑒使用國際上最先進的數據計算系統和計算軟件，通過數據系統的構建、數據軟件的計算幫助，不斷提高大型空分設備的機械設計水平。

（3）優化大型空分設備中的轉動功能設備設計方案。轉動功能設備為大型空分設備提供氣體來源，其優化設計方案將顯著提高大型空分設備的運作效能與安全穩定性能，降低大型空分設備的使用能耗數值。

2　大型空分設備的設計、制造生產技術要點與改革

從我國近些年的化工機械生產制造過程和經驗成果總結上看，大型空分設備的生產制造工藝歷經生產變革與技術創新，已經日趨成熟完善并能夠與國際一流機械制造工藝水平相當。為了在此基礎上，繼續提高大型空分設備的機械設計水準，實現大型空分設備生產的集中化、規模擴大化，還應當繼續加強科技創新能力。

（1）液體膨脹機取代傳統的高壓節流閥。液體膨脹機能夠達到節能的目的，當液體在膨脹的過程中其焓值會降低，這樣就更容易下塔的精餾，能夠提高空分設備氧氣的提取率。

（2）單套空分設備向大規模方向發展。我國現在用的空分設備主要是5-6萬級，解決8萬級空分設備存在的一些技術上的難題是現階段的難題。我國的最終目的是實現生產10萬等級空分設備，需要不斷摸索著總結技術難點并且積極尋找解決方案。

（3）提高關鍵部機的效率。這里的關鍵部機主要是指冷凝蒸發器與篩板下塔，我國目前的篩板下塔阻力在16-20KPa，要是可以采用規整填料塔，那么阻力就會減少到到4-5KPa。阻力減少帶來的直接經濟效益就是我國每年至少可以節約30-40萬元的電費，要想更加節約資金，就需要把規整填料進一步精餾以減少填料下塔的高度，基于此，我國目前正在積極地研究新的精餾方案。

3　化工儀表自動化設備的要點與改革

（1）控制系統優化。目前我國化工企業大部分設備裝置還是采用傳統的常規控制系統，其中大部分還是采用PID控制系統，基于此，導致自動化設備的潛力并沒有全面的被發揮出來，所以開發及優化控制系統是自動化設備的發展必然趨勢。

（2）過程控制。分散控制系統、編程控制器、自動化系統隨著計算機技術與網絡技術的不斷成熟，本著開放化、標準化的原則，采取國內外市場通用硬軟件的方法，將向著開放的分布式監控控制系統發展。

綜上所述，在對我國現階段化工行業大型空分設備生產制造能力水平的統計分析之下，我國化工設備制造企業需要注意生產規模上的擴大化趨勢、機械設計的方案優化、豐富制造工藝的種類等現實發展要求，不斷根據經濟市場發展需求和客戶應用需求，調整優化大型空分設備的機械設計方案，增加大型空分設備的科學技術含量。

參考文獻：

[1]方瑩,朱曉涵,劉益才.壓縮空氣氣水分離裝置的發展現狀及展望[J].真空與低溫,2015(02).

[2]蔣旭.空分設備換熱系統的設計及溫差選取[J].深冷技術,2014(06).

[3]黃科,王艷君,陳彩霞.富氧燃燒用空分流程優化淺析[J].深冷技術,2015(04).

[4]李全權,萬金發.2×40000m-3/h空分設備工廠設計經驗總結[J].深冷技術,2014(06).

[5]王海濤,方家堃.PCS7控制系統在伊朗空分系統中的應用[J].化工自動化及儀表,2014(11).

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.028