空氣設備氬餾分流量影響因素及調節方法概述

顧時鑫

摘 要 空氣設備氬餾分設備包含了下塔、上塔以及粗氬塔，并且使用不同的精餾工況對于氬餾分流量所產生的影響因素都是不同的，所以對于氬餾分流量所開展的調節方法也是不相同的。本文將天鋼20000Nm?/h的液氧內壓縮流程空分設備與35000Nm?/h氧氣外壓縮流程空分設備作為案例，詳細地對空分設備中下塔、上塔以及粗氬塔不同的精餾工況對于氬餾分流量所產生的不同因素進行分析。

關鍵詞 空氣設備;影響因素;調節方法

前言

在空分設備的粗氬塔中，氬餾分是由主塔抽取的粗氬為原料氣進行提純。氣態的蒸餾分會在空分設備的上塔提餾段氬富區進行抽取，進入到粗氬塔將其看作上升的蒸汽參與到精餾的過程中，空分設備的主塔中精餾工況出現變化，對于氬餾分流量的影響是比較大的。使用有效的氬餾分流量調節方法，可以將空分設備開車到粗氬塔投運的時間進行縮短，從而保障空分設備能夠有著正常穩定的運行工況。

1下塔精餾工況

1.1 加工空氣流量

根據空分設備物料、組分平衡的原理來講，對于空分設備的上塔提餾段抽取的氬餾分流量的正常運行值是由空分設備進入塔中與精餾的加工空氣總量來決定的。

在空分設備的使用過程中氧氣外壓縮與內壓縮流程，都是在低壓空氣進入到下塔從而作為上升蒸汽參與到精餾的，其中低壓的空氣焓值是比較高的，低壓空氣出現變化時就會直接的影響到主冷熱負荷，從而導致氬餾分流量出現變化。想要將低壓空氣流量影響主冷熱負荷，促使主冷液氧的蒸發量出現了相應的變化，導致上塔的提餾段上升蒸汽流量出現了變化而變化，當氬餾分抽口的位置出現改變時就會導致純度發生變化，最終導致氬餾分流量出現變化。通過低壓空氣調節的方法，能夠很好的應用在氧氣外壓縮、內壓縮等設備中。

1.2 液氮產品產量、下塔壓力氮氣流量

想要促使主冷冷凝側抽取的液氮產品流量實現改變，就需要對主冷冷凝側的熱負荷發生改變，而主冷熱負荷出現變化時，也會導致主冷液氧的蒸發量出現變化，在上塔的提餾段氬餾分抽口的位置，就會出現上升蒸汽流量的變化，而氬餾分流量出現變化。將下塔上部抽取的壓力氮氣流量進行改變，從而進入到主冷冷凝側與蒸發側液氧進行更換的氮氣流量出現變化，導致主冷的液氧蒸發量出現了變化，最終呈現出氬餾分流量的變化。對主冷的冷凝側抽取的液氮產品流量需要在下塔的上部將壓力氮氣的流量抽取，就會導致主冷熱負荷出現比較明顯的變化，并且相應的上塔提餾段氬餾分流量出現明顯的變化[1]。

2上塔精餾工況

2.1 氧氣流量與液氧產品產量

想要將氧氣外壓縮的空分設備上塔提餾段氧氣流量的抽取進行改變，需要將上塔提餾段的上升蒸汽流量進行直接的改變，相應的氬餾分流量是會產生一定的變化的。針對液氧內壓縮流程的改變，也就是設備主冷蒸發側抽取液氧流量，實現對氧氣外壓縮流程空分設備的主冷抽取液氧產量，就會導致主冷蒸發側液氧蒸發量出現較大變化，最終導致氬餾分流量產生變化。在對氧氣外壓縮流程的空分設備氧氣流量進行調節時，上塔提餾段的氬餾分抽口位置出現的上升蒸汽流量變化是非常的明顯的，但是氬餾分流量在運行中是容易進行調節的，可以將所有數值的限制都調節到范圍之內。

在對液氧內壓縮流程的空分設備氧氣流量等進行調節時，是會導致上塔的提餾段上升蒸汽的變化幅度減小，導致氬餾分流量的運行值不受控制。在液氧產品產量的調節方法使用中，都不適合用于氧氣外壓縮與內壓縮流程的空分設備，實現對氬餾分流量的調節。

2.2 低壓膨脹空氣流量

在氧氣外壓縮流程的空分設備使用中，低壓的膨脹空氣過去是可以進行入到上塔中參與精餾的，并且同時還能夠為空分設備的使用提供制冷量。想要將低壓膨脹空氣流量進行改變，就會使在進入下塔參與精餾的空氣流量與主冷液位之間發生變化，當主冷蒸發側液氧蒸發量出現變化時，主冷液氧是會發生波動的。針對低壓膨脹空氣流量的調節，需要將上塔提餾段的上升蒸汽流量不斷地將變化幅度減小，促使氬餾分流量的運行值波動小容易受到控制。針對低壓膨脹空氣流量的調節方法使用，并不適用于氧氣外壓縮流程的空分設備正常運行狀態對氬餾分流量開展調節[2]。

3粗氬塔

3.1 粗氬冷凝器蒸發側

對于粗氬冷凝器的熱負荷來講，蒸發器側壓力、液空液位等會對其產生直接的影響，繼而導致氬餾分流量產生一定的變化。想要實現對粗氬冷凝器蒸發側壓力等進行改變，就需要將粗氬冷凝器的熱負荷變化幅度減小。上塔的壓力運行值等進行調節，能夠導致氬餾分流量的調節范圍減小。對于粗氬冷凝器蒸發側壓力等進行調節時所使用的方法，可以使用在氧氣外壓縮、內壓縮等流程中。將粗氬冷凝器中液空液位以及上升蒸氣流量進行改變，能夠促使粗氬冷凝器蒸發側與冷凝側換熱量出現一定的變化，導致粗氬冷凝器的熱負荷變化幅度比較大。

3.2 粗氬冷凝器冷凝側

將進入粗氬塔氬餾分氬含量等進行改變，就會導致粗氬冷凝器出現熱負荷比較大，為了避免在使用過程中出現氮塞，所以需要對粗氬冷凝器冷凝側氮氣的含量進行控制。對于氬餾分含量、氣態粗氬氮含量的調節方法，也是同樣適用與外壓縮、內壓縮流程的空分設備中的。將粗氬冷凝器冷凝側抽取出的氣態粗氬流量進行改變，就會導致粗氬冷凝器對于熱負荷變小，對于氣態的粗氬來講其中含有的氧氮氬量對于氣態的粗氬流量調節起到了一定限制，所以氬餾分流量的有效調節氛圍就會比較小，能夠在運行的過程中進行控制，此方法的使用也可以應用在外壓縮、內壓縮流程的控分設備中，有效實現對流量的較小幅度調節[3]。

4結束語

在空分設備運行使用時，下塔、上塔以及粗氬塔之間不同的精餾工況對氬餾分流量的影響因素是不相同的，所以，對氬餾分流量的使用調節方法也是不相同的。將天鋼20000m?/h的液氧內壓縮流程控分設備與35000m?/h氧氣外壓縮流程空分設備作為案例，通過對相關的空分設備使用影響氬餾分流量的因素進行分析，有針對性地對使用精餾工況的調節方法進行選擇，保障流量的運行值處在穩定的狀態。

參考文獻

[1] 周金城，劉江淮，王勝利.空氣設備氬餾分流量影響因素及調節方法分析[J].低溫與特氣，2020，38（1）：23-26.

[2] 王剛.淺談煤礦壓縮空氣設備選型設計[J].內蒙古煤炭經濟，2019 （13）：46-47.

[3] 李澤，孫如軍，崔錕，等.基于新風理論的智能空氣凈化設備的研究[J].機械工程與自動化，2019（3）：186-187，190.