400-056-2898
售后服务
以心悦心,让您放心
当前位置: 首页 / 服务 / 空分设备常见问题 /

大型空分设备常见问题

大型空分设备常见问题
空分设备正常运行时,冷箱各部分的温度要保持平衡,但是由于换热器热端温差和冷箱与环境不可能完全没有热量传递,再加上有些大型空分设备可能生产少量液体产品,都会造成热量的损失。所以要通过膨胀机和节流来补充损失的冷量,我们付出了电能得到了膨胀机的冷量,可节流为什么能产生冷量?这是因为节流后压力降低,而节流的液空、液氮都是饱和液体,压力降低,自然造成饱和温度也降低,为了保持其饱和状态,一部分液体气化吸热。
空分设备中,氧气的纯度主要由上塔下部的精馏塔工况所决定。另外,氩馏分中的氧含量、回流比、理论塔板数量和分离效率等因素,都会对氧气的纯度产生直接影响。下面简要介绍一下这些影响因素和氧气纯度的关系。
汽轮机是一种将蒸汽的热能转换为机械能的涡轮式机械设备,在空分装置中,汽轮机用于空压机的动力源,替代电机,为空分用户节约了大量的用电能耗,故在空分领域得到了广泛地应用。
在新建空分设备的制氩系统调试过程中,由于气体需求量不稳定及其他多种原因,制氩系统工况容易出现波动状态,下面就常见的故障情况,做出分析处理。 1、氩馏分中氮含量升高: 由于氮气产品与污氮气产品提取量少,造成部分氮气随氩馏分进入制氩系统,使氩馏分中含氮量升高,造成粗氩冷凝器中富氧液空与粗氩气温差减小,不能进行正常换热,较终导致粗氩无法冷凝,富氧液空无法蒸发。调整时提供污氮气、氮气的提取量,将污氮气出塔压力降低,使制氩系统运行工况维持正常。 2、氩馏分中氩含量波动较大 氩馏分中氩含量受到很多因素的影响,比如氧、氮气纯度和产量、上塔压力等等。在氧氮产量接近设计工况的情况下,适当降低上塔压力有利于减少氩馏分中氩含量的波动。 3、氩馏分中氩含量较低时出现氮塞故障 首先对工艺参数进行检查,关注产品、产量、纯度以及上塔压力的变化情况,如果上述因素没有明显变化,不排除是上塔的膨胀空气量增加的因素。调节方法为:逐步增大膨胀空气旁通量。 综上所述:制氩系统的运行工况受到很多因素的制约,因此要保证制氩系统工况的稳定,分清工况异常的现象与原因,将制氩系统与主塔工况结合起来作为一个整体来考虑,有针对性地进行故障排查,逐步使各工况达到相对平衡状态,从而保证生产稳定。
空分设备所考虑的环境条件包括:海拔高度、大气压力、环境温度、空气湿度、空气中CO₂等杂质的含量等。这些条件随地区、环境的不同而变化。不同的环境条件对同样的空分设备,会产生不同的性能影响。 1、大气压力对空分设备的影响: 大气压力是大气层中的物体受大气层自身重力的影响,而产生的作用于物体上的压力。一般情况下大气压力在0.1MPa左右,大气压力降低时,会造成空压机的压缩比增大,增加压缩能耗,从而增加空分设备的能耗。 2、环境温度和湿度对空分设备的影响: 环境温度升高,会使空压机的排气量减小,排气温度升高、轴功率增大,冷损增大,这就要求有更多的制冷量来平衡冷损,导致设备能耗增加;空气的湿度增大时,会使空压机的一部分功消耗在压缩水蒸气方面,也会造成空压机的轴功率增大。 3、空气中的灰尘、固体杂质和有害气体对空分设备的影响: 随着空分设备逐步大型化,每小时带入空分设备的空气杂质总量是很可观的,这些杂质随空气进入空压机继而进入空分设备,会对机器造成较大损害并堵塞设备通道。而乙炔和其他碳氢化合物在空分设备中集聚到一定量,在一定条件下会引起爆炸事故,造成极大危害。因此对大气中的杂质和有害物质必须及时有效地清除,才能保证空分装置的安全运行。
大型空分设备主要采用低压分子筛预净化、增压透平膨胀机制冷、**规整填料塔、全精馏制氩工业流程。因其产品气体的压缩方式不同,又分外压缩和内压缩流程。 1、外压缩流程:空分设备生产出低压产品气体,经压缩机加压后 送出界区称为外压缩流程 2、内压缩流程:冷箱内的低温液体产品经液体泵加压到所需压力,经板式换热器复热后送出界区称为内压缩流程。内压缩流程又分膨胀空气进上塔流程和膨胀空气进下塔流程。 3、我公司技术人员通过长期的生产实践和对不同流程的分析计算,得出以下结论,供空分用户参考借鉴。 a、在液体产品比例≤11%时,外压缩流程能耗较低且操作简单; b、当液体产品比例>16%时,内压缩膨胀空气进下塔流程能耗低于外压缩流程; c、当液体产品比例>26%左右,内压缩膨胀空气进下塔流程能耗低于外压缩和内压缩膨胀空气进上塔流程; d、随着液体产量的增大,外压缩流程与内压缩膨胀空气进上塔流程的氧、氩提取率都在急剧降低,而内压缩膨胀空气进下塔流程的氧提取率没有变化,氩提取率没有明显的降低。 e、内压缩膨胀空气进下塔流程和内压缩膨胀空气进上塔流程的主要差异在于膨胀空气进精馏塔的方式。当液体产量比例较小时,膨胀空气进上塔流程能耗低于膨胀空气进下塔流程,而当液体产量比例较大时,膨胀空气进下塔流程的能耗明显要优于膨胀空气进上塔流程。
大型空分设备定期检修是空分设备安全生产的重要保证,冷箱检修的安全工作、技术方案的制定和现场安装质量的控制至关重要。 冷箱检修首要工作就是对冷箱内珠光砂进行卸除,随着空分设备规模的不断增大,珠光砂卸除的工作量和危险性也越来越大。
随着社会经济的发展,空分设备呈大型化发展趋势,空分设备作为能耗大户,受国内环境保护和资源问题的影响,选择合理的压缩机驱动方式,对企业的发展和提高经济效益具有重大的意义。 目前,很多大型空分设备的压缩机都采用汽轮机驱动方式,工业汽轮机具有轴对称的高速旋转特点,因此运行平稳、磨损较小、连续运行时间较长。但汽轮机的安装和调试比较复杂,对供热、生产系统的要求较高,开停车过程较为繁琐,周期较长,并且一次性投资较大。 空分领域中,电机的启动方式主要有直接启动、电抗器启动、自耦变启动和LCI软启动。大型空分设备中,压缩机组常采用的电机启动方式为自耦变启动和LCI软启动。自耦变启动相对LCI而言,对电网和电机的冲击更大,但是系统结构比较简单并且造价相对较低。LCI软启动对电网的冲击非常小,同时可减轻对电机的瞬间大电流冲击,充分保护电机。但是启动较为复杂,造价相对较高。 根据目前蒸汽和电价的水平,从能耗的角度来比较,汽轮机驱动占据一定优势。但能耗的高低较终取决于蒸汽和电的价格水平,如果电价进一步下降或者蒸汽价格上升,则电机驱动的能耗将低于汽轮机驱动的能耗。 大型空分设备压缩机组采用汽轮机驱动的投资明显高于电机驱动,但是在常规的蒸汽和电的价格水平下并从设备长期运行考虑,汽轮机驱动的能耗费用相对较低。一旦蒸汽和电的价格超过能耗的平衡点,那么对于大型空分设备来说,电机驱动将具有更大的竞争力。
经过长期运行的空分设备,其精馏系统中的低温设备和管道中,会因结冰或机械粉末等在内部沉淀使组分堵塞,造成分馏塔阻力增大。因此,在空分设备正常运转2年左右,应对分馏塔系统进行加温解冻操作以去除这些沉淀物。在分子筛吸附器和主换热器发生进水或其他故障时,也必须进行停车加温。下面介绍几种加温解冻操作方法:
空分精馏塔由上下塔、粗氩塔、精氩塔等塔器组成。目前,大型空分设备的下塔有筛板塔和填料塔2种,而上塔和氩塔已普遍采用阻力较小的规整填料塔。在空分设备正常运行时,塔器内的筛板、溢流斗或填料等内件表面,都会保留有一定量的低温液体,也就是精馏塔的持液量。一般情况下,空分设备的负荷高时,塔内持液量也会较大,而当空分设备负荷较低时,塔内持液量也相应的较小。当空分设备变负荷操作时,因塔内持液量的变化,会对精馏塔工况产生影响,影响空分设备稳定运行。
氩气是广泛应用于工业各领域的稀有气体,用作不锈钢、铝等金属电弧焊接保护气和钢铁、铝、钛、锆等金属的冶炼吹除气体,用于照明技术和日光灯的填充,工业电子也用氩气作为保护气。氩气在空气中的含量为0.932%,在空分装置中,一般可将加工空气中30%-50%的氩作为产品获得,随着制氩技术的提高及先进的空分工艺流程和操作方法的改进,现在已将氩的提取率提高到80%以上。
在空分设备事故中,因主冷引起的爆炸在所有事故中,约占一半以上,这是因为在加工空气中,所有未清除彻底的杂质,较后都会汇集在主冷液氧中,由于液氧的气化作用,这些杂质在某些区域形成高浓度聚集,并形成结晶后析出,在氧的助燃下,产生爆炸,对企业的生产运行和员工人身安全造成极大的危害。下面,我们对事故发生的原因进行综合分析并找出有效防止主冷爆炸的防范措施和方法。 碳原子数相等的碳氢化合物随未饱和度的增加,危险性相对也会增加;而碳原子数不等的碳氢化合物,随碳原子数增多而危险性相对增加。碳氢化合物在主冷液氧中聚集量,和它们的沸点成正比、和在液氧中的溶解度及饱和蒸气压成反比。 主冷液氧中的碳氢化合物有两种聚集形式:一是由于主冷结构原因形成的局部不畅通,造成局部液氧干蒸发而使碳氢化合物析出,二是未经彻底净化的空气进入冷箱参与精馏,微量的碳氢化合物未经充分循环和吸附而在液氧中整体超标。另外,低液面操作或液面大幅度波动都能使液氧中有害杂质析出并聚集。
版权所有 © 开封迪尔空分实业有限公司 豫ICP备10207419号
五星云站
在线客服
微信联系
关注迪尔空分
获取报价
方案定制
咨询热线
400-056-2898
返回顶部