小型空分设备常见问题

空气中含有0.932%的氩，在上塔欲制得99.6%的氧气时，在排氮中必定含有1.05%的氩。从分离过程来看，在上塔的提馏段(液空入口以下)则基本上是氧-氩分离，而在精馏段(液空入口以上)则基本上是氮-氧(氩)分离。氩与氧的沸点比较接近(0.1013MPa下氧的沸点为-182.97℃，氩的沸点为-185.7℃)，要分离是比较困难的。在精馏段往往会产生这样的情况，在氮-氧分离过程中，氧组分分离不干净，氩组分基本上与排氮中的氧组分一起逸出，使氮气纯度降低。如果要求制取高纯氮，氧组分要从氮中完全分离，氩组分就会有可能与氧组分一起被下流液冷凝下来。其结果是在减少排氮中氧组分的同时，使产品氧中的氩组分增加了，氧气纯度就会降低。为了在提高氧气纯度的同时制造出高纯度氮气，就需在精馏段抽出含氩浓度较高的一定气量作为馏分气。

降低中压带膨胀机的小型空分设备的高压压力，就能降低空分设备能耗。膨胀机前温度对高压压力的影响的问题，这里作一简单分析。在总冷损、膨胀前气体温度一定的情况下，从总装置的热平衡来看，提高高压压力，膨胀气量可减少；但从保证冷段换热器工况来看，随高压压力的提高要求增加膨胀量，减少进入冷段换热器的气量。因此，流程的工作压力和膨胀量的选择，应同时满足二者的要求。当流程总冷损及工作压力不变的情况下，提高膨胀前进气温度，可以提高膨胀机的单位制冷量。但是，膨胀前的温度不是可以随意提高的。该温度的选择除保证流程热计算时，要求入塔空气具有一定的含湿量外，还必须保证冷段换热器的正常工况。膨胀前温度提高，膨胀量是可以下降的。但为保证冷段换热器的正常工况，要求膨胀量的下降的幅度大于上述实际膨胀量所能降低的幅度。而保证冷段换热器的工况是主要因素，为此，要使膨胀量进一步下降，只有提高高压压力。同理，在膨胀前温度下降时，从装置的热平衡来看，要求膨胀量增加。为保证冷段换热器工况，也要求增加膨胀量，并且其幅度大于前者。为此，只有进一步将高压压力降低。但是，降低膨胀前温度对高压压力的下降也是有一定限度的。因为高压压力过低，而要求提供的制冷量又一定，势必要求膨胀量大幅度增加，这时将造成通过冷段换热器的节流空气量过小，换热则会出现“零温差”或“负温差”，破坏了正常工况；同时，热段换热器的热端温差增大，复热不完全冷损增加，较终使装置无法正常工作。由于高压压力下降有一个极限，因此膨胀前的温度也不能认为越低越好。该温度除上述有关因素限制外，还受膨胀机的设计要求限制。也就是膨胀后不能出现液化，和顾及到膨胀机的绝热效率和膨胀机前、后的焓降。

内压缩流程和外压缩流程哪一种成本高？

空分塔低温计三点温度是：T3温度是指高压空气节流前的温度；T2温度是指膨胀后空气的温度；T1是指热交换器后、膨胀机前的温度。三点温度的作用主要是空分塔启动阶段控制膨胀机与节-1阀之间的气量分配。正常稳定运转时已不必控制。若只是其中的1点或2点温度计失灵，则可以根据完好的温度点推测工况进行操作。当三点温度全部失灵时，可以根据热交换器热端温差(即加工空气进气装置温度和氧气、氮气、馏分出口温度之差)来操作，使热端温差不大于正常值。 若热端温差在正常值，可以尽量开大凸轮机构，相应地关小高压空气节流阀。当凸轮机构已开到较大进气位置时，可以用节-1阀根据液氧液面的需要进行调整。若热端温差大于正常值，则开大节-1阀，关小凸轮机构。这种情况的操作要有预见性，注意滞后反应。 因为热交换器热端温差的改变是、第二热交换器内部温度变化的结果。当通过膨胀机的空气过多时，相应地通过节-1阀的气量减少，第二热交换器正流空气减少，而返流的氧气、氮气量不变，第二热交换器的作用没有充分发挥。相反地热交换器的负荷加重，返流气体的冷量回收不完善，热端温差扩大。启动时液氧液面不易上升，降压时不能降压。在原来热端温差较大，经调整节-1阀的和凸轮开度后，热端温差已将近正常值时，应仔细、缓慢地把它稳定住。没有低温度计指示的操作，完全要凭个人的经验，以往的操作记录可作参考。

小型空分设备由空压机、纯化器与空分塔、膨胀机、氧压机等主要部分组成。在启动前，各部分设备都要保证完好，随时都能投入运转。 (1)活塞式空压机的启动准备 空压机安装完毕后应按说明书进行试车。日常开车前的准备工作要记住“水、油、气、电、安”五个字，按照这五个方面去检查。 1)水：打开各级气缸套和冷却器的冷却水、油冷却器冷却水和进口阀，检查冷却水是否畅通并调节合适； 2)油：包括气缸润滑油和运转部分的润滑油两部分。用手摇柱塞油泵，直至打开各个注油点的止逆阀有油流出，并往注油器内加满气缸润滑油。运转部分的润滑油重点检查油箱(或曲轴箱)的油面计，其贮油量是否在2/3以上，油泵前的加油漏斗是否加满。若用循环油泵的空压机，应先启动油泵，并检查其油压是否正常，各润滑点是否畅通； 3)气：打开各级油水分离器吹除阀，打开纯化器的油水分离器吹除阀，接通一组纯化器的阀门，关闭高压空气进分馏塔的总进口阀。若空压机一级进气阀门设有“顶开装置”的，应将其顶开，使空压机轻负荷启动； 4)电：检查电动机的电刷手柄是否在“启动”位置。带低压综合启动器的设备，其转子“短接手柄”应放在“启动”位置；带电阻启动控制器的设备，应把手轮指针放在“0”位。接通电流，检查电压是否在380V左右； 5)安：安全方面检查切勿忘记以下几点： 各机械部分的联接与紧固螺钉是否松动； 空压机、电机的基础上的底脚螺钉是否松动； 压力表、油压表检验期是否过期，并打开其阀门； 安全阀校验期是否过期； 皮带的松紧度是否合适；用人力盘动飞轮2～3转，检查气缸是否被卡住； 周围道路是否畅通，是否便于紧急停车处理。 (2)空分塔的启动准备 分馏塔启动前必须经过彻底加温吹除，并做如下的检查： 1)检查分馏塔的垂直度并调整之； 2)检查安全阀、压力表、温度计校验周期是否超过，装的位置是否正确。液面计、流量计内的液体是否在“0”位(液空液面应装着色水，液氧液面计和氧、氮流量计应装四氯化碳，馏分流量计应装水银)； 3)准备好氧气、氮气分析仪； 4)检查分馏塔阀门的开关情况：全关节-1阀，通-6阀，氧、氮成品送出阀，所有加温阀，吹-1、吹-2阀。

新安装的分馏塔开车之前和长期停车后复工前，都必须进行彻底的加温吹除。投入运转后，当分馏塔遇到液悬故障无法消除，或运转周期末热交换器压力前后压差大于0.5MPa，或氧、氮纯度与产量下降时，均应进行加温吹除。 首先要做好加温前的准备工作： 1)排放塔内的液体； 2)拆除氧、氮、馏分排出处的流量计、温度计，拆除液空、液氧液面计上、下接头，拆除低压压力表以外的所有压力表； 3)关闭高压空气总进口阀、节-1阀和氧氮产品送出阀，以及加温入口总阀； 4)顶开膨胀机的进、出气阀门顶杆； 5)打开分馏塔筒壳上所有通过阀、节流阀、分析阀、吹除阀、液面计上、下阀、压力表阀、加温阀； 6)加满加热炉的蒸馏水。 加温的操作如下：启动空压机，待纯化器压力升到正常工作压力时，慢慢打开加温总入口阀，并用该阀控制纯化器的压力在正常工作压力。用干燥空气吹半小时后，接通加热炉电源，控制加热炉出口空气温度在70～80℃之间。 加温中应经常调节各出口温度，把温度高的出口阀关小一点，温度低的出口阀开大一 些，并随时注意上塔压力不得大于正常工作压力。当各出口温度高于室温(夏天15℃，冬天 5℃以上)时，排出气体干燥后即可停止加温。 加温结束前0.5～1h，应拉出各节流阀阀杆进行吹除，清除阀杆螺纹中的杂质和阀套中的水分，以防止正常工作时转动不灵活。

空分设备运转中发现产品纯度下降或产量减少时，人们就会联想到热交换器是否会漏气。一般，产品纯度下降是高压空气漏入低压系统；产量减少是产品漏入冷箱。但是，隔层之间的相互漏气，则既影响氧气产量，又影响氮气纯度。现将几种判断情况介绍如下：  1)高压空气漏入氧气隔层：分析冷凝蒸发器氧气纯度和氧气管氧气纯度(可从氧气流量计接管上取样)，根据两者纯度差来判断。两者纯度一致，表明热交换器不漏；反之则漏。少量的漏气，对冷凝蒸发器纯度不会有影响，低压也不会升高；大量的漏气，两者存在显著的纯度差，同时低压压力上升，高、中压力下降。并且，冷凝蒸发器的液氧纯度与气氧纯度也会出现明显的不平衡。  2)高压空气漏入氮气隔层：分析上塔出塔氮气纯度和氮气出口管纯度(可从氮气流量计管上取样)，根据两者之间的纯度差来鉴别。两者纯度相一致，则表明不是热交换器泄漏，是其他原因；若存在纯度差，则有可能是热交换器泄漏。但是，液空过冷器泄漏，也有可能使氮气纯度下降，这需要进一步检查。有乙炔吸附器的150m3/h空分设备。可以打开节-3阀，关通-1阀和节-2阀，排除压力。若纯度差消失，则有可能是液空过冷器泄漏；若纯度差不变，则热交换器泄漏的可能性大。少量漏气不会影响压力，而大量漏气时，不仅影响纯度，还会使高压、中压压力降低。  3)高压漏入馏分隔层：少量漏气在运转中难以发现，只有漏到一定程度，才能使氮气纯  度下降，高压、中压压力下降，低压压力上升。  4)高压空气漏入冷箱绝热层：由于管板脱焊、管子裂开、法兰松开等原因产生泄漏。它会使高压空气压力下降，氧、氮产量下降，并影响纯度。珠光砂会从冷箱中吹出。  5)氧、氮或馏分隔层漏气：产品氧、氮气或馏分漏入绝热层，氧、氮的产量减少或馏分流量减少，严重时珠光砂会向外吹出。若是热交换器底部漏气，会使冷箱“出汗”或结霜。  6)氧气漏入氮气隔层：当氧、氮气隔层的包皮脱焊时，由于氧气隔层的压力略高于氮气隔层，所以氧气会漏入氮气中，使氮纯度下降，氧气产量下降，而氧气纯度可调到要求。  以上几种分析是在空分塔运行中的初步判断。

制氧机的经济性主要是指生产单位产品(每1m3氧气)所需的成本。成本费中包括电耗、水耗、油耗、蒸汽消耗、辅助物料消耗、维修费及生产管理费用等。为了提高制氧机运转的经济性，应该力求生产更多的产品，降低生产成本。  在成本费中，电耗占主要部分。而电耗中主要是压缩空气消耗的能量，其次是压缩氧气的能耗。所以，通常以生产1m3氧气所消耗的电能(kW•h)作为衡量制氧机性能的一项指标。而压缩机的能耗与压缩空气量、排气压力及压缩机的效率有关。提高氧气生产的经济性的关键是提高管理水平和人员素质。应从以下几方面着手：  1)降低制氧机的操作压力，以减少空压机的电耗。为此应尽可能减少设备、管路的阻力，降低上塔压力；应保持一定的主冷液面，使主冷在较佳的传热工况下工作，以缩小主冷温差，降低下塔压力；尽量减少冷损。  2)提高压缩机的效率。首先要加强中间冷却器管理，使空气得到良好的冷却。  3)增加空气量。要减少切换损失，杜绝漏损，以便有更多的加工空气进塔参加分离。  4)增加氧气产量，提高氧的提取率。在调整中应力求降低氮中的含氧。  5)延长设备的连续运转周期，减少停机检修时间。为此要加强设备的日常维护，定期检修设备。要保证水分及二氧化碳的清除效果。  6)**避免塔内低温液体、低温气体的泄漏。在对单体设备加温时，温度也不宜过高。  7)综合利用生产多种产品。

为了确保压缩机正常运转延长使用寿命除定期维护检修外，日常的维护检查非常重要。  除了用各种仪表测知压缩机的运转变化外，通常还用看、听、摸的方法来检查。但这三种方法也不是孤立的，而是互相联系的，单凭其中一种方法不能检查压缩机运转情况的好坏。  看--用看的方法，可以看出各传动部分的机件是否松动，各摩擦部分的润滑情况是否良好；各级气缸冷却水和中间冷却器的冷却效率是否良好和冷却水的流动是否畅通；各级气缸和冷却器有否倒气；各连接处有否漏气和漏油；  听--用听的方法，能较正确的判断出压缩机的运转情况。因为压缩机运转时，它的响声应是均匀而有节奏的。如果它的响声失去节奏声，而出现了不均匀的杂单和噪音时，即表示压缩机的内部机件或气缸工作情况有了不正常的变化。  摸--用摸的方法，可知其发热程度。但是一定要注意安全，较好停车检查。在检查运动件摩擦部位时更要注意安全（各级气躲藏出口**不能用摸的方法，因为此处温度较高）。同时，也可知其传动部件的振动情况。但是，看、听、摸这三种方法不是孤立的，有时只凭一种方法是无法判断设备工作的情况。因此，我们还必须把观察到的一些材料加以联贯起来分析，才能得出正确的结论。  例如：气缸的进口伐漏气，可用摸的方法摸出来，因为进口气伐漏气后，其气缸盖的温度会因漏出的高温气体而升高，但当进口气伐漏气不太大时，就不一定能用摸的方法摸出来。这就要听的方法，才能听出来，或用看的方法从压力表上看出来。  因为气伐漏气以后，这级气缸的进气压力升高而其出口压力降低。  由些可知，在实际操作中能够应用看、听、摸的方法，就能帮助及时和准确的判断出各种不正常现象的原因而及时预防处理。这样可以使事故的发生可能性大大减少。灰尘和杂物油污，不但能污染润滑油，增加机件的磨损和锈蚀，甚至会引起机器的故障。这样会延长机器的使用寿命和能确保机器正常运转。

空分设备中的液氧、液空的氧含量高，在空气中蒸发后会造成局部范围氧浓度提高，如果遇到火种，有发生燃烧、爆炸的危险。某化肥厂曾由于将大量液氧排到地沟中，又遇到电焊火花而发生爆炸伤人事故。因此，严禁将液体随意排放到地沟中，应通过管道排至液体蒸发罐或专门的耐低温金属制的排放坑内。       排放坑应经常保持清洁，严禁有有机物或油脂积存。在排放液体时，周围严禁动火。       低温液体与皮肤接触，将造成严重冻伤。轻则皮肤形成水泡、红肿，疼痛；重则将冻坏内部组织和骨关节。如果落入眼内，将造成眼损伤。因此，在排放液体时要避免用手直接接触液体，必要时应戴上干燥的棉手套和防护眼镜。万一碰到皮肤上，应立即用温水(45℃以下)冲洗。

水冷却塔是一种混合式换热器。目的是将冷却空气后温度升高的冷却水在冷却塔中使水温降下来，以便供空气冷却塔循环使用。不同的型式都是力求增强传热，提高冷却效果，同时流动阻力要尽可能小，使水不易结垢。       我国大型空分设备选用的水冷却塔的结构大致有如下几种型式：        1)填料塔。早期是装有瓷质的拉西哥环，它的传热效果尚好，阻力也不大。但是在自清除低压流程上使用，由于切换系统几分钟切换一次，在切换放空时，气流对瓷环的冲击较大，容易引起瓷环破损，阻力增加。也有改成塑料环的以增加强度。目前在6000～40000m3/h的空分设备上使用一种新型的填料塔，采用阿尔法鲍尔环或共轭环及阶梯环。它具有流通量大、阻力小、传热效果好、强度好的优点。热端传热温差在0.5℃左右，出水的负温差(水温低于氮气温度)可达4～9℃，视气液比而定。        2)旋流板。它由几块金属结构的旋流塔板组成。这种结构阻力很小，不会损坏，曾在相当长的...

在关节流阀前首先要创造好关阀的条件：液氧液面接近正常的液面，并且液面有上升的趋势。节-1阀前的温度保持在-155～-165℃之间。低压压力控制在0.05MPa，中压压力小于0.3MPa(表压)。       当开始关阀时，应掌握关阀的速度。若关得过快，会引起液悬；若关得过慢，会造成液氧液面计过满。关阀的速度以液氧液面稳定为原则。液氧液面上升快，阀可关得快些；液氧液面上升慢，则关得慢些。若液氧液面有下降的趋势，则应停止关阀。若液面下降很快，而且中压有明显上升时，应重新打开节流阀，待液面回升后再关小。在关阀的同时应注意中压压力的变化。随着两个阀门的关小，中压上升是正常的。但上升的速度不能过快，一般情况以半小时内上升0.1MPa左右为宜。若有时中压压力上升较快，而液氧液面暂不下降甚至还上升，在这种情况下就不能再关阀，待中压稳定后、液面不下降时再关。       启动时液空、液氮节流阀各打开12～15圈，在开始关阀初期把两阀各关2圈。隔3～5min后，视液氧面和中压压力情况...