两套21000m～3h制氧机组的优化配套及调试

安装运转

文章编号:100929425(2003)0620023203

两套21000m/h制氧机组的优化配套及调试

郑　军

(张家港东方制气股份有限公司氧气厂,江苏张家港锦丰镇　215625)

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摘要:介绍了沙钢新建的两套21000m/h制氧机组在设计上进行优化配套,不仅减少了工程

投资,而且使生产工艺更为优化合理,提高了氧气利用率;并阐述了在设备调试中发现并处理的一些问题。

关键词:制氧机;工艺设计;优化配套;生产;调试

中图分类号:TB65717　　　文献标识码:B

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Optimizingnecessarycomponentsassociatedwithtwosetsof

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21000m/hoxygenplantsandcommissioning

ZhengJun

(OxygenProducingFactoryofOrientalGasProduction,,JiaGangCity215625,JiangsuProvince)

Abstract:Theperformedforthetwosetsof21000m/hoxygenplantsinShazhouSteelis,theinvestmentfortheprojecthasbeenreducedandoptimizationofproductionprocessrealizedwiththethattheutilizationratioofoxygenhasbeenincreased.Inaddition,someproblemsencounteredincommissioningandcorrespondingsolutionsareoutlined.

Keywords:Oxygenplant;Processdesign;Optimizationofnecessarycomponent;Production;Commissioning

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江苏张家港东方制气股份有限公司为配合江苏沙钢集团大规模的发展,于2001年6月开始投资兴建两套21000m/h制氧机组。该机组由杭州制氧机股份有限公司成套提供,武钢设计院负责总体设计,第十三冶金安装公司负责安装,分别于2002年8月和2003年3月调试正常并出氧。

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主空压机选用美国库帕公司的3MSG25210型离心式

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压缩机,设计加工空气量为113800m/h,设计压力0162MPa(A),配套电机为ABB公司生产的8900kW电机,采用热变电阻软启动器进行降压启

1　单套机组的基本情况

21000m/h空分设备采用目前先进的全低压分

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动。空压机出口压力经现场QUAD22000控制系统

自动控制进口导叶和放空阀,实现了系统的经济运行。

2　系统的优化配套

211　供电系统

子筛常温吸附、增压透平膨胀机、高效规整填料上

塔及全精馏制氩,部分产品(氩)内压缩流程。设计氧产量21000m/h、纯度9916%O2,氮产量21000m/h、纯度≤5×10

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-6

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供电系统采用了二路35kV供电,每套设备单

独供电,互不干扰。液化装置、液体系统等公用装置,则采用二路电源互为备用。在供电35kV、10kV、380V控制柜上都设有母联开关,在一路停

O2,精液氩产量760m/h

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-6-6

(折合标准气态)、纯度≤2×10O2、≤3×10N2。

收稿日期:2003205215;修回日期:2003208217

),男,1988年开始从事空分技术工作,现任张家港东方制气股份有限公司氧气厂生产厂长。作者简介:郑军(1970—　

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安装运转

电后,可通过母联对另一套机组实施供电。UPS系统则采用二路电源自动切换互备,这样既保证了两套设备、二路供电互不干扰,又能互为备用,减少了机组因供电问题而影响生产的可能。212　压缩系统的配备

郑　军:两套21000m3/h制氧机组的优化配套及调试

气富余,可迅速切换,进行氧气液化,从而可较好地提高氧气的利用率,减少气氧的放空浪费,而每天近150t的液体量也将有力地促进市场销售,给企业带来较好的经济利益。

两套21000m/h制氧机共配套了杭氧产的ZTYS100+ZTYS76型氧压机两台,同型号的氮压机

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3　设备调试过程中发现、处理的一些问题

在两套制氧机的调试生产过程中,经生产厂、安装公司的共同努力,按计划调试出氧,投入运行。但在生产调试过程,亦发现并处理了一些问题,今列举几例,供同行参考。

311　分子筛吸附器出口空气CO2含量超标

和氧氮压缩机各一台。正常生产时开两台氧压机、一台氮压机,来保证全公司供氧、供氮,氧氮压缩机作为备用机;在液化装置工作时,则开启氧氮压缩机压缩氮气作循环氮,这样,不仅能很好地保证产品的正常压缩输送,而且通过互为备用,降低了投资费用。213　液化装置

在第一套21000m/h制氧机调试过程中,发现在分子筛吸附器切换后期,空气中的CO2含量明

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显升高,由正常的(012～013)×10,逐渐升高

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到(5～10)×

10,采用延长加温时间,提高蒸

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在两套制氧机中间,配置一套目前国内最大的中压双膨胀流程的液化装置

,型号为YPON24500/4500型,由杭氧设计生产,主要技术参数见表1,

汽压力等方法,略有好转,但仍超过3×10

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。利

,发现筒内分子筛床,导致了切换后O2不能全部被吸附,耙平后再开车,。但切换后期CO2含量仍接近1×10

-6

液化装置主要流程如图1。

表1　名　　称产品液氧

产品液氮循环氮气原料氧气原料氮气

流量/(m4500450021000>4500>4500

。

/)

012012215215215

温度/K

8918685172316316316

在第二套设备安装时,经认真检查分子筛筒内部结构,发现筒内上层隔热罩隔板高度低于分了筛床层设计高度,这就造成了此处分子筛层比其它地方略低。经处理,第二套分子筛吸附器工作时未出现CO2含量超标现象。312　空冷塔排水不畅

第二套制氧机在调试中发现空冷塔水位居高不下,压力回水阀全开,液位仍无法控制,只能通过开大无压回水阀排放来控制液位。停车后检查空冷塔内部,发现内部回水管太接近空冷塔底部,造成流通面积减小,排水不畅,割除该管120mm左右,再启动,液位实现了正常自动调节。313　粗氩回流阀前后管堵塞不通

在1制氧机调氩过程中,发现粗氩塔Ⅱ阻力

MTC—氮气压缩机　E1—高温换热器　E2—低温换热器

BC1—高温膨胀机增压机　ET1—高温膨胀机BC2—低温膨胀机增压机　ET2—低温膨胀机

#

小,仅2kPa左右,氩馏分流量仅3000～5000m/h,同时从粗氩放空阀V712处间歇性喷出液体,经多方论证,认为粗氩回流阀V702阀前后管道堵塞,是气量偏少所致。停车检修,未能找到确切的堵塞原因。经现场分析论证,认为:一是因V702阀前后压力基本相同,加温时气体基本不流动,无法彻底加温,可能造成水分在该管最低处积聚,遇冷而

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图1　液化装置基本流程

由于该液化装置可同时液化氧和液化氮,因此,正常时因钢铁企业氮气大量富余,可利用液化装置进行氮气液化;在炼钢故障停产或检修时,氧 24

CryogenicTechnology№6　2003　　　　　　　　深冷技术　2003年第6期

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411　调试生产中应注意的几个方面

(1)液化装置在启动时,必须保持循环氮气的

结冰,堵塞了大部分管道;二是可能在安装中杂物堵塞了管道。针对第一个原因,在V702阀的最低处,加装了一根<20mm吹除管,用于加温中的吹除。复车后,粗氩塔正常运行,各工况指标达到设计值。

314　精氩中含氮量偏高

畅通,低温膨胀机的进口导叶可适当开大,避免气流不畅引起高温膨胀机的喘振。

(2)膨胀机的喷嘴导叶与回流阀两者必须配合调节,防止因回流阀开度过小,引起膨胀机转子不平衡而轴温升高,联锁停机。

(3)应严密监视低温膨胀机的出口温度,不得使其温度低于-194℃,以免产生液体,损坏叶轮。如温度过低,可采取降低转速、增加原料气流量、升高进口温度等方法使其温度迅速上升。

(4)原料氧或氮进液化器的阀可不作流量调节,适当开大,尽可能提高进装置的原料气压力,便于更好地液化。量的调节可用出液化器的液体节流调节阀来实现。412　1

、第一套制氧机调氩后期,氩产量、氩中氧含量都能达到设计指标,但液氩中含氮量始终大于80×10

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,并且粗氩塔压力偏高,余气放空量也偏

大,特别是有时分析发现精氩中的含氮量明显高于粗氩中含氮量,说明精氩塔存在泄漏现象。经测试观察,排除了氩液化器、精氩塔冷凝器泄漏的可能,确定为底部蒸发器内微量泄漏,极少量压力氮窜入精氩塔,导致含氮量升高。在第二套制氧机安装结束试压时,发现压力氮进精氩塔接口未很好地按套管工艺焊接,与杭氧工艺不符,重新按工艺焊接好,使氩气纯度达到设计值。对第一套设备扒砂检查,压力氮进精氩塔蒸发器接管为<70×3,套管为<76×3,而图纸要求为45mm到防泄漏作用,,将出现微量泄漏现象。经重新处理后试压未发现泄漏,6月上旬开车后,精氩中氮含量小于3×10指标。

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、原料气压,不利于液化装置的稳定生产。如改成调节阀,控制阀前压力,便可使循环气、原料气进液化装置的压力稳定,从而使液化装置更能稳定生产。

(2)原料氧和原料氮进液化装置的管路上最好加装止回阀。一方面可防止氧压机或氮压机紧急停机时冷气倒流,损坏管路;另一方面便于两台氧压

,达到了设计

4　液化装置的调试

2003年6月,在两套21000m/h制氧机工况基

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机或两台氮压机互相倒换原料气。

我们将针对生产调试中出现的问题,利用机会,组织技术改进,使该套液化装置发挥更大的潜力,进一步减少氧气放空量,提高利用率。

本稳定的基础上,进行了液化装置的调试,经过两个月的调试生产,目前装置基本达到了设计指标,较好地提高了氧气的利用率。

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第二届空分进口气体分析仪器应用新技术研讨会召开

2003年10月15日至17日在北京召开了第二届空分进口气体分析仪器应用新技术研讨会。会议由中国气体分离行业协会主办,北京赛思瑞泰科技有限公司组织协办,会议共收集论文28篇,并印发了有关空分建立气体分析系统及分析仪器在管理和应用方面的论文10余篇。会上代表们踊跃发言,热烈讨论,总结经验,一起切磋分析检测技术。

会议还邀请了GOW2MAC仪器公司销售经理克瑞文先生对该公司仪器产品性能及应用做了介绍。此次会议重点研讨了在空分设备选配进口气体分析仪器及微量分析仪器应用技术等方面的问题,这对我国空分行业气体分析技术的普及和提高起到了一定的促进作用。

北京赛思瑞泰科技有限公司　张丙新

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