大型內壓縮空分新流程的開(kāi)發(fā)

第28卷第4期制冷與空調Vol 28 No 42014年8月Refrigeration and Air ConditioningAug.2014437~438文章編號:1671-6612(2014)04437-02大型內壓縮空分新流程的開(kāi)發(fā)李成旭周勇四川空分設備(集團)有限責任公司簡(jiǎn)陽(yáng)641400)【摘要】簡(jiǎn)介了4500Nm3h空分裝置在新流程選擇和優(yōu)化計算上的創(chuàng )新點(diǎn),分析了該種流程的特點(diǎn)及推廣使用的情況?！娟P(guān)鍵詞】大型內壓縮空分設備:流程創(chuàng )新;優(yōu)化計算中圖分類(lèi)號TB6577文獻標識碼BDevelopment of New Process for Large-sized Internal Compression Air Separation PlantLi Chengxu Zhou YongSichuan Air Separation Plant( Group)Co, Ltd, Jianyang, 641400)(Abstract Brief introduce the innovation in new process selection and optimization calculation in 45000Nm/h air separationplant, analyze the characteristic and popularization of this process(Keywords] Large-sized internal compression air separation plant; Process innovation; Optimization calculation0引言項目高度重視,對每一項創(chuàng )新設計都細致分析、反2006年6月,四川空分設備(集團)有限公復論證,以確保裝置萬(wàn)無(wú)一失。司承接了兩套45000Nm3/hO2空分裝置。該套空分該裝置的性能指標見(jiàn)下表1。設備是我公司當時(shí)承接的最大空分設備,公司對該表1裝置性能指標Table 1 Plant Performance Index產(chǎn)品純度流量(Nm3/h)冷箱出口壓力備注996%0450008.5MPa(G)內壓縮中壓氮氣≤10PPmO230002.1MPa(G)間斷使用,液氮貯存系統提供低壓氮氣≤10PPmO2120000. 45MPa (G)下塔頂部抽出液氬O2≤2PPmN2≤3PPml50050 kPa液氧99.6%02可互換生產(chǎn)液氮儀表空氣露點(diǎn)-65℃2000≥0.7MPa(G)增壓機中抽出,最大可提高至400裝置空氣2000≥0.5MPa(G)純化器后抽出注:(1)所有流量單位Nm3h,是在0℃和01013MPa(A)條件下測的體積流量,稱(chēng)為標態(tài)流量。(2)送入買(mǎi)方管網(wǎng)前,在空分界區出口處測量。1流程創(chuàng )新設計介紹針對該裝置的性能指標(見(jiàn)表1),對我們當11流程設計創(chuàng )新點(diǎn)時(shí)有的30000等級內壓縮產(chǎn)品流程(神木28000、作者(通訊作者)簡(jiǎn)介:李成旭(19642-),男,大學(xué),高級工程師,E-mail: LCX(OSASPGCOM收稿日期:2013-0925438·制冷與空調2014年兗礦300·煤3000等年),在初步設計時(shí)完全塔蒸發(fā)器熱源由下塔氣氮改為液空,純氬塔冷凝器按照以前的3000等級內壓模式進(jìn)行精餾計算。計冷源由液氮改為液空。經(jīng)此改進(jìn),下塔的理論塔板算結果如下:下塔塔板取42塊,上塔取76塊。氬可由原42塊減少到32塊,上塔的理論塔板可由原系統的精氬蒸發(fā)器熱源仍為下塔的壓力氮氣,氬系76塊減少到70塊。僅此兩項改進(jìn),填料、塔體及統的冷凝器冷源仍為過(guò)冷后液氮。這樣計算雖然能冷箱成本(冷箱高度降低~5m)可以降低成本100滿(mǎn)足產(chǎn)品設計的要求,但是上塔和下塔的理論板數萬(wàn)以上。比較多,這樣勢必造成冷箱高度過(guò)高,就有可能造(2)將下塔抽取的壓力氮氣1200Nm3/h,在成下塔的污液氮不能正常送入上塔的相應進(jìn)料口。換熱系統的流程組織上將壓力氮氣由初步設計的針對這一問(wèn)題在與流程設計人員深入交流討論后進(jìn)高壓板式調整到低壓板式。這樣高壓板式的通道提出以下改進(jìn)措施:數可以減少,進(jìn)口高壓板式的采購價(jià)格可以降低。(1)因為該空分設備上塔不需低壓氮氣,將(3)增大膨脹機的膨脹量,可以相應減少高下塔抽取液氮入上塔改為抽取液污氮。同時(shí)將純氬壓空氣量:具體數據見(jiàn)表2表2膨脹量調整對高壓空氣量的影響Table2 The Effect of Adjusting Expansion Capacity to High Pressure Air Capacity膨脹量(Nmh)高壓空氣量(Nm/h)高壓板式熱負荷(KcaH)*增壓空壓機功率(kW)調整前720001121421211000調整后650006500010838927注:*增壓空壓機功率為 ASPEN計算的功率。通過(guò)上表可以看出調整后的增壓機能耗可以機參數的調整,如果按此參數調整勢必會(huì )影響壓縮減少;在同等對數平均溫差(LMTD)條件下高壓機組(主空壓機+增壓機+汽輪機)的交貨期以及板式的熱負荷減少~3.5%。應該說(shuō)調整后的參數很設計院的設計進(jìn)度;同時(shí)膨脹機機型將由TC200好的改善了系統工藝參數指標。變?yōu)門(mén)C30,價(jià)格增加~12萬(wàn)歐元;所以該項改12改進(jìn)措施的具體實(shí)施進(jìn)措施未最終實(shí)施。但是對我們后續項目的投標工(1)下塔抽取液氮入上塔改為抽取液污氮后,作有指導意義,我們在后續的投標工作中在膨脹機下塔頂部的回流液由9280Nmh增大為16000機型不跳檔的情況下均按此原則進(jìn)行流程優(yōu)化計Nm3/h,增加幅度達70%。所以下塔頂部到污液氮算。這樣既保證了先進(jìn)性又很好的降低了用戶(hù)的投的抽口這一段溢流強度加大,仍采用四溢流塔板則資成本。必須加大塔徑;這樣需用錐體來(lái)過(guò)渡,同時(shí)也帶來(lái)超限的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題,設計人員大膽的2結束語(yǔ)提出用填料來(lái)代替四溢流塔板,下塔最終設計的以上針對4500m0hO2內壓縮空分裝置的改上、下段塔徑一致為:Φ4000mm。這樣既解決了設進(jìn)措施,在我公司后續的40000等級以上內壓縮空備的運輸問(wèn)題,同時(shí)也解決了下塔的精餾問(wèn)題。分的設計上得到進(jìn)一步推廣。以上改進(jìn)措施也運用(2)將下塔抽取的壓力氮氣1200Nm3h調整在6000等級以上的內壓縮空分的技術(shù)儲備上,使到進(jìn)低壓主換熱器復熱。當時(shí)進(jìn)口板式的最終合同我公司在大型空分的設計上了一個(gè)新臺階,同時(shí)也還未簽訂,所以按新參數訂貨后也不影響交貨進(jìn)為我公司進(jìn)入國內大型空分的市場(chǎng)提供堅實(shí)的技度:而我公司自制的低壓主換熱器才剛開(kāi)始進(jìn)行最術(shù)基礎。終設計,將調整后的參數提給板式廠(chǎng)也未影響自制部分的周期。參考文獻:(3)增大膨脹機的膨脹量(增壓機的中抽量),[]李占軍內壓縮流程的選擇深冷技術(shù)2004)2628相應減少增壓機的末級高壓空氣量,可以節能~(2]閣振貴內壓縮空分流程的技術(shù)分析深冷技術(shù)130kW(見(jiàn)表2)。由于該項改進(jìn)措施影響到增壓20001):1-5