結(jié)構(gòu)與設(shè)備安裝 NSTALLATION安裝畫產(chǎn)KF41000空分的改鄭恒星李增平(淅江省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司第二分公司浙江衢州324004)摘要:對早期國產(chǎn)的KFD-41000型空分進(jìn)行低成本的系統(tǒng)改造,使其氮氣產(chǎn)量翻倍,并使氧氣提取率有較大提高關(guān)鍵詞:KFD-41000型空分改造運行問題中圖分類號:TQ116文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1002-3607(2010)07-0017-02國內(nèi)某氧氣廠的一套空分裝置是早期國產(chǎn)KFD-41000在此采用了最新型的列槽式水分布器,大大改善了水的分型空分,已連續(xù)運行了20多年,受設(shè)備老化和舊式流程的限布情況,且由于增大了空氣流通面積,使空氣阻力和流速制,單位能耗高、氧提取率低(僅70%左右),且氮氣產(chǎn)量也大幅下降,效果十分顯著。另外,冷凍水設(shè)計成閉式循環(huán),較低。為了滿足市場上對氮氣的需要,并達(dá)到降耗的目旳,其在空冷塔中部被收集起來后送往水冷塔,而不與空冷塔氧氣廠委托我分公司對其進(jìn)行了改造,獲得了較好的效果。下部的冷卻水相混合,既保證了流經(jīng)冷凍機的水的質(zhì)量,又方便了水質(zhì)的處理。水冷塔(高13米,直徑1.4米,其中由塑料改造前狀況與目的葉環(huán)構(gòu)成的填料層厚8米)系統(tǒng)則用裝置生產(chǎn)的多余氮氣和該空分為國內(nèi)早期切換鈑翅式空分,80年代末曾進(jìn)污氮氣冷卻循環(huán)冷凍水,從而回收冷量,并能在冷凍機臨時行過一次部分改造,更換了上塔,增添了導(dǎo)向塔板粗氬故障停車時,用加大氮氣(最大可達(dá)2000Nm3/hr)入塔量的塔,并將風(fēng)機制動的膨脹機更換為電機制動的膨脹機方法,短期頂替冷凍機的作用,維持生產(chǎn)。在本次改造前,空分裝置的運行工況也較好,氧產(chǎn)量達(dá)2.純化系統(tǒng)6200Nm3/hr,質(zhì)量99.1%;氮產(chǎn)量為5000Nm3/hr,質(zhì)量將原切換式流程改為分子篩吸附流程。選用了成套分99.9%;并產(chǎn)150Nm3/hr的粗氬,運行周期為450天子吸附器、切換和加熱再生系統(tǒng),考慮到氧氣廠蒸汽供應(yīng)改造目的是希望改造后空分在使用壓力空氣量未增與壓力的實際情況,在原有的蒸汽加熱器后串聯(lián)了一組全加且保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,氮氣產(chǎn)量達(dá)到15000Nm3/hr備用的可調(diào)式電加熱器。該電加熱器由三組自動切換的電左右,氧氣產(chǎn)量也有相應(yīng)的提高,單位能耗有一個較大加熱單元組成,平時啟動一組(約80Kw)提高分子篩再生的下降。另外,粗氬的生產(chǎn)不受到影響。我們考慮在盡氣的溫度,而當(dāng)蒸汽停供時,則全部啟動,保證再生氣的溫可能利用原有設(shè)備的前提下,將其改造成分子篩流程。度要求。分子吸附器選用了直徑為3.4米的立式雙層床吸附從而利用分子篩流程的特點,達(dá)到使氮氣產(chǎn)量翻倍,并器,其上層為分子篩,下層是鋁膠的,以提高裝置的可靠性,盡可能提高氧氣提取率的目的分子篩再生所需的最高溫度也降到了180℃3.膨脹機系統(tǒng)二、改造情況結(jié)合流程的改動對膨脹機流程重新進(jìn)行了布置,將在滿足工藝要求的前提下,我們盡量使用或修復(fù)利用原原來的環(huán)流進(jìn)氣,改為了中抽進(jìn)氣,即從主換熱器中部有的設(shè)備,必要時再進(jìn)行增補,具體各部分的改造情況如下:抽出了一股冷卻到-133℃左右的入塔空氣(6200Nm3/hr1.氮水預(yù)冷系統(tǒng)6500Nm3/hr)進(jìn)膨脹機膨脹至-166℃C,膨脹后的空氣再經(jīng)過經(jīng)檢査原有的預(yù)冷系統(tǒng)已經(jīng)嚴(yán)重腐蝕,空分塔,氮冷塔液氧自循環(huán)系統(tǒng)的熱虹吸換熱器,用主冷凝蒸發(fā)器的液氧冷存在大量的安全隱患,基本上已無利用價值。因此本次改造卻消去一部分過熱度后,進(jìn)入上塔參加精餾更換了空、水冷塔,增設(shè)了一臺冷凍機?？绽渌槎卫鋮s的4.主換熱器系統(tǒng)整體式填料塔(高19米直徑為2米),其下部為熱段,填料層原切換式主換熱器系統(tǒng)由10組換熱單元并聯(lián)組成,每厚4米,其中最底部為2米不銹鋼共扼環(huán)填料,該處用外界提組單元由3個鈑翅式換熱器串聯(lián)構(gòu)成。本次改造將這10組供的冷卻水,將空氣溫度降到30℃;上部為冷段,由8米厚的單元根據(jù)新工況下各股物料的溫度和流量,重新進(jìn)行了分塑料共扼環(huán)填料層構(gòu)成,此處用冷凍水將空氣繼續(xù)冷卻到配,將原來的每組單元都有氧,氮,污氮和入塔空氣通道5℃左右出塔。為了改善傳熱效果,并防止水分的霧沫夾帶改為每組單元只有入塔空氣通道和某一單獨出塔返流氣通安袋1AAmN|結(jié)構(gòu)與設(shè)備安裝道,以改善傳熱工況。重新布置的10組單元中,5組為氮氣程改動而更換的幾個閥門外,大部分仍沿用了原有的閥門通道,3組為污氮通道,2組為氧氣通道。在安裝過程中,我們對30臺鈑翅式換熱器打壓試驗檢查后,有5臺徹底報廢,三、裸冷、調(diào)試與運行情況還有6臺有微量泄露?？紤]到分子篩流程中主換熱器不再施工結(jié)束后,在氧氣廠的組織下,我們進(jìn)行了裸冷進(jìn)行切換,因而有細(xì)微裂紋的鈑翅式換熱器不會由于周期開車,僅用了9個小時便冷卻到了規(guī)定溫度,其中冷凝蒸性應(yīng)力變化導(dǎo)致裂紋處因疲勞斷裂而不斷擴大,可以考慮發(fā)器處達(dá)到了-90℃。裸冷中設(shè)備、管道均未出現(xiàn)泄露和繼續(xù)使用。因此結(jié)合主換熱器的流道布置,在保證產(chǎn)品純變形,裸冷一次成功。度和生產(chǎn)安全性的前提下,將更換上來的新?lián)Q熱器全部安裸冷結(jié)束,經(jīng)過十幾天的加溫、充填珠光砂等工作后,排在了氧氣大組中,而將那6臺有微量泄露的換熱器布置在空分設(shè)備正式啟動運行。啟動調(diào)試過程中,除發(fā)現(xiàn)一部份了污氮大組中。這樣布置后,經(jīng)裸冷和一段時間的運行,主儀表有零點飄移,個別調(diào)節(jié)閥動作不線性等問題外,相當(dāng)順換熱器系統(tǒng)未出現(xiàn)問題,且產(chǎn)品質(zhì)量也未受影響,初步達(dá)利。運行第三天塔內(nèi)出現(xiàn)液體,次日上午便建立起了正常工到了設(shè)想的目的況,氧氣產(chǎn)量達(dá)到了7600Nm3/hr,純度為99.2%;氮氣產(chǎn)量更5.過冷器、液氧自循環(huán)系統(tǒng)達(dá)16000Nm3/hr,純度為99.9%。主塔工況穩(wěn)定后,啟動粗氬因原來的過冷器與現(xiàn)行流程不匹配,故改造中換用塔建立正常工況,粗氬產(chǎn)量為150Nm3/hr,質(zhì)量也達(dá)到要求了新的集成式高效過冷器,用出上塔的污氮氣和氮氣過附表:改造前后空氣消耗量及產(chǎn)品產(chǎn)量對照表冷下塔液空和液氮,過冷器中未設(shè)污液氮通道。為了保空氣用量證設(shè)備的長期安全運行,該流程中加設(shè)了熱虹吸自循環(huán)時間用量壓力產(chǎn)量絕產(chǎn)量式液氧吸附器系統(tǒng),用膨脹后的膨脹空氣作為熱源,推Nm/hr Mpa Nm/hr Itt%INm/hr純度%Nm/hr動熱虹吸換熱器里的液氧流動,從而實現(xiàn)主冷凝蒸發(fā)器造410000.5262009500099.9915096內(nèi)液氧的吸附循環(huán)。我們將原液空吸附器清洗后作為液前氧吸附器使用,通過增大液氧吸附器的容積,使切換頻改造410000.52760099.21600099.9150率大為減少既確保了運行的穩(wěn)定又節(jié)省了成本6.精餾塔系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計計算,要達(dá)到增加氧、氮氣產(chǎn)量的目的,四、改造及運行中發(fā)現(xiàn)的不足與問題上塔的塔板數(shù)需做較大的調(diào)整,部分塔段塔徑也不對,因我們是在原有的冷箱內(nèi)進(jìn)行改造,故受原冷箱形狀和最好能進(jìn)行大段更換。考慮到節(jié)省費用,我們對原上塔支撐骨架的限制,設(shè)備布置比較困難,導(dǎo)致一部分設(shè)備離冷箱進(jìn)行了分割改造,在膨脹空氣入口下和液空入口下等處壁較近,保溫效果不理想,因而在冷箱壁上發(fā)現(xiàn)有結(jié)露區(qū)分別增添了6塊塔板,而僅將原輔塔全部更換,這樣上塔在主換熱器布置時,使用了舊式換熱器,未換用新塔板數(shù)由⑧2塊增至96塊,輔塔直徑也有了明顯的放大,型高效換熱器。導(dǎo)致現(xiàn)在氧氣岀主換熱器的溫度比氮滿足了精餾工況的要求。為保證實際使用時主冷凝蒸發(fā)污氮氣低了2—3度左右,引起了一定的復(fù)熱不足冷損器的換熱面積,另在原主冷凝蒸發(fā)器外對稱加掛了二個以上這兩條不足導(dǎo)致膨脹量一直比設(shè)計工況高單體換熱面積達(dá)900m的輔助冷凝蒸發(fā)器,使換熱面積有600-800Nm3/hr,達(dá)6200-6500Nm3/hr,影響了產(chǎn)品質(zhì)了很大的擴展,余量達(dá)到了30%以上。量的進(jìn)一步提高7.粗氬塔和氧、氮、空氣壓縮系統(tǒng)該部分工藝經(jīng)檢査完全能滿足新的運行工況,因此五、結(jié)束語未做改動,保留了原系統(tǒng)。經(jīng)過氧氣∫一個月的試生產(chǎn),設(shè)備運行工況逐漸穩(wěn)定8.儀表與閥門系統(tǒng)氧氣產(chǎn)量達(dá)到了7600-7650Nm3/hr,純度為99.2%;氮氣為原設(shè)備所用的DDZ—一I型儀表已經(jīng)破舊不堪,備品16000Nm3/hr,純度99.9%。粗氬產(chǎn)量為150Nm3/hr,均達(dá)到備件也無處購買。這次改造選用了成套的 DDZ-ILL儀或超過了設(shè)計指標(biāo)?，F(xiàn)該空分已穩(wěn)定、連續(xù)運行了一年表,使儀控系統(tǒng)的準(zhǔn)確可靠性大為提高多,且工況仍基本保持了調(diào)試完成時的狀況,產(chǎn)生了良而原裝置上的閥門,雖然經(jīng)長期使用,但因大部分閥好的經(jīng)濟(jì)效益。而這次改造由于舊設(shè)備的再用率超過了門的閥體處在冷箱內(nèi),且平時保養(yǎng)較好,故腐蝕老化情況70%,因而節(jié)省了大筆費用,包括設(shè)備、安裝在內(nèi)的總體較輕,可以繼續(xù)使用。我們將這批閥門全部拆下解體檢修,費用約為600多萬元(其中設(shè)備費僅300多萬元),可以并在重新裝配后,逐個進(jìn)行了研磨和校漏。因而除了因流說改造完全達(dá)到了預(yù)期的各項目標(biāo)。