化工廠空壓站的設計要點及設備選型

梁藝凡

（中化環境科技工程有限公司，遼寧沈陽 110000）

壓縮空氣是工業生產領域中最環保的動力源，主要應用于石油、化工、電力、機械、食品、醫藥等行業。因為它有取之不盡，用之不竭的優勢，并且用途非常廣泛，所以化工廠基本上都會配備一個空壓站作為輔助生產設施，用來生產壓縮空氣、儀表空氣及氮氣。其主要用途見表1。

表1 公輔工程氣體的用途

綜上所述，化工企業中的空壓站起著舉足輕重的作用，不可或缺。通常，化工廠空壓站布置在公用工程樓內，屬于公輔工程系統。

1 壓縮空氣、氮氣工藝流程圖

1）壓縮空氣制備工藝流程圖

（1）方案一流程見圖1。

圖1 工藝流程框圖

（2）方案二流程圖見圖2。

圖2 工藝流程框圖

2）氮氣制備工藝流程

（1）方案一流程見圖3。

圖3 工藝流程框圖

（2）方案二流程見圖4。

圖4 工藝流程框圖

2 空壓站內設備的選型與配置

空壓站內主要生產壓縮空氣和氮氣兩種氣體。包括兩個工藝過程：一個是氣體生產；一個是氣體凈化也稱后處理。根據化工廠生產所需氣體的純度（包括含塵量和含油量等）和露點，確定壓縮空氣和氮氣工藝過程以及設備配置。根據廠區需要的用氣量進行空壓站內設備選型。

1）壓縮空氣

通常來講，根據化工廠所在地氣候條件（溫度和壓力）下是否會結露甚至結冰，確定壓縮空氣的露點，進而確定壓縮空氣生產工藝過程及設備配置。

對于我國南方地區溫度相對偏高，通常情況下-23℃露點基本能滿足用氣要求，故選擇壓縮空氣制備方案一的工藝過程，配置空氣壓縮機、空氣緩沖罐、精密過濾器（一級、二級過濾）、冷凍式干燥機、精密過濾器（三級）、壓縮空氣儲氣罐等設備。根據廠區所需氣量進行設備選型。

對于我國北方地區溫度偏低，通常情況下-40℃露點基本能滿足用氣要求，故選擇壓縮空氣制備方案二的工藝過程，配置空氣壓縮機、空氣緩沖罐、高效除油器、微熱再生干燥器、粉塵精濾器、壓縮空氣儲氣罐等設備。根據廠區所需氣量進行設備選型。

2）儀表空氣

儀表氣源應采用清潔、干燥的空氣，并且在操作（在線）壓力下的露點，應比裝置所在地歷史上年（季）極端最低溫度至少低10℃，故儀表空氣的露點要達到-40℃[2]，選擇壓縮空氣制備方案二的工藝過程，配置空氣壓縮機、空氣緩沖罐、高效除油器、微熱再生干燥器、粉塵精濾器、壓縮空氣儲氣罐等設備。根據廠區所需氣量進行設備選型。

3）氮氣

化工廠區對于氮氣的要求一般露點-20℃即可，故選擇方案一的工藝過程，配置過濾后合格的壓縮空氣、空氣緩沖罐、制氮機、氮氣緩沖罐等設備，可以不配置微熱再生干燥器。制氮機產出的氮氣露點達到-40℃效果更好，因為含水量越少，制氮機內的分子篩使用周期更長。弊端是增加了微熱再生吸干機的處理量，機器價格相對昂貴，導致成本增加。根據廠區所需氣量及所需氮氣純度進行設備選型。

3 空壓站內設備布置

1）空壓站避免靠近散發爆炸性、腐蝕性和有毒氣體以及粉塵等有害物質的場所，并宜位于全年最小頻率風向的下風側[1]。

2）空壓站朝向宜使機器間有良好的自然通風，并宜減少西曬。因為空壓站內機組大量散熱，夏季機器間內氣溫很高，故其朝向對站內的通風降溫有很大影響。充分利用自然通風是效果顯著又經濟易行的降溫措施。

3）由于空氣壓縮機運行過程中產生震動，設在多層建筑內時，宜布置在廠房底層[1]。

4）氣體儲罐應布置在室外或獨立建筑內。布置在室外時，宜布置在建筑物的陰面。當設置在陽面時，宜加設遮陽棚，避免太陽直射。

5）空壓站內空壓機組機器間通道的凈距要符合《壓縮空氣站設計規范》中表4.0.8-1、表4.0.8-2的要求。

4 空壓站設計、施工過程中需要注意的問題

1）空氣壓縮機在設計過程中需要做設備基礎。

2）空壓站內需要設置排水溝或地漏。

3）現場施工過程中要注意消音器的安裝位置，并且需要增設雨棚。