隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,90年代的150m3/h空分設(shè)備已改配透平膨脹機(jī),有的老設(shè)備改造也采用透平膨脹機(jī)來(lái)替代活塞式膨脹機(jī)。因此,對(duì)分餾塔溫度的控制也有些變化。
T1溫度是指熱交換器中部,即膨脹機(jī)進(jìn)口溫度;T2溫度是指膨脹機(jī)出口進(jìn)下塔前的空氣溫度;T3是指熱交換器出口管、高壓空氣節(jié)流閥(V1)前的溫度。
T1的作用是顯示膨脹機(jī)進(jìn)氣溫度,并控制進(jìn)膨脹機(jī)前空氣溫度不得接近該壓力下的液化溫度。在正常啟動(dòng)階段是可以預(yù)測(cè)T2、T3溫度的變化,從而便于將T2、T3控制在理想的范圍內(nèi)。T1溫度高低的變化取決于膨脹量多少的變化。膨脹量越大,進(jìn)入第二熱交換器的高壓空氣量越少,返流氣體進(jìn)入第一熱交換器的冷量就增多,T1溫度降低;反之,膨脹量減少,T1溫度就升高。
T2溫度在設(shè)備啟動(dòng)初期和T3溫度達(dá)到-155℃以下是不必控制的。因?yàn)樵陂_(kāi)車初期設(shè)備溫度較高,為了充分發(fā)揮膨脹機(jī)的制冷潛力,兩臺(tái)膨脹機(jī)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),T2溫度逐漸下降。當(dāng)T2溫度下降到-150℃時(shí),打開(kāi)V1閥,使T3溫度逐步下降。若V1開(kāi)啟過(guò)大,通過(guò)第二熱交換器的空氣量過(guò)多,返流氣體冷量被充分回收,進(jìn)入第一熱交換器的返流氣體溫度就會(huì)升高,T1、T2溫度也隨之升高;若V1閥開(kāi)啟過(guò)小,則反之。
因此,在這段時(shí)間可用V1閥的開(kāi)度來(lái)控制T2溫度。活塞式膨脹機(jī)的T2溫度一般控制在-140~-155℃,而透平膨脹機(jī)的T2溫度可控制在-155~165℃。應(yīng)該指出的是,T2溫度水平高低與熱交換器結(jié)構(gòu)和熱端溫差有關(guān)。一般老式150m3/h空分設(shè)備是采用盤管式換熱器,T2溫度過(guò)低,熱端溫差會(huì)擴(kuò)大,冷損增加,這是不允許的。新型150m3/h空分設(shè)備的熱交換器是鋁制板翅式換熱器,傳熱面積比盤管式要大,一般熱端溫差不易擴(kuò)大,因此,T2溫度水平可控制得低一些。但是,最低不得低于該壓力對(duì)應(yīng)的液化溫度,一般應(yīng)高于該壓力液化溫度3~5℃為安全。
T3溫度隨設(shè)備溫度的下降而不斷下降,當(dāng)達(dá)到-160℃以下時(shí),應(yīng)注意控制在-160~-170℃為宜,有利于液體的產(chǎn)生和積聚。此時(shí)對(duì)T2溫度不必控制,因?yàn)橹灰獙3溫度控制好,T2溫度也就會(huì)穩(wěn)定在安全運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)。
當(dāng)液氧液面達(dá)到正常值,V2、V3閥基本到正常工作位置,液氧液面還繼續(xù)上升時(shí),可將膨脹機(jī)進(jìn)口閥、V1閥逐漸開(kāi)大。在膨脹機(jī)進(jìn)口閥全開(kāi)后,可以不必顧及T3溫度的高低,靠開(kāi)大V1閥來(lái)維持液氧液面穩(wěn)定。因此,在正常運(yùn)轉(zhuǎn)下,T1、T2、T3溫度是用不著控制的。只有在設(shè)備啟動(dòng)階段、變工況運(yùn)行、不正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)或發(fā)生故障時(shí),可根據(jù)T1、T2、T3溫度的變化來(lái)判斷問(wèn)題,排除故障。
T1溫度是指熱交換器中部,即膨脹機(jī)進(jìn)口溫度;T2溫度是指膨脹機(jī)出口進(jìn)下塔前的空氣溫度;T3是指熱交換器出口管、高壓空氣節(jié)流閥(V1)前的溫度。
T1的作用是顯示膨脹機(jī)進(jìn)氣溫度,并控制進(jìn)膨脹機(jī)前空氣溫度不得接近該壓力下的液化溫度。在正常啟動(dòng)階段是可以預(yù)測(cè)T2、T3溫度的變化,從而便于將T2、T3控制在理想的范圍內(nèi)。T1溫度高低的變化取決于膨脹量多少的變化。膨脹量越大,進(jìn)入第二熱交換器的高壓空氣量越少,返流氣體進(jìn)入第一熱交換器的冷量就增多,T1溫度降低;反之,膨脹量減少,T1溫度就升高。
T2溫度在設(shè)備啟動(dòng)初期和T3溫度達(dá)到-155℃以下是不必控制的。因?yàn)樵陂_(kāi)車初期設(shè)備溫度較高,為了充分發(fā)揮膨脹機(jī)的制冷潛力,兩臺(tái)膨脹機(jī)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),T2溫度逐漸下降。當(dāng)T2溫度下降到-150℃時(shí),打開(kāi)V1閥,使T3溫度逐步下降。若V1開(kāi)啟過(guò)大,通過(guò)第二熱交換器的空氣量過(guò)多,返流氣體冷量被充分回收,進(jìn)入第一熱交換器的返流氣體溫度就會(huì)升高,T1、T2溫度也隨之升高;若V1閥開(kāi)啟過(guò)小,則反之。
因此,在這段時(shí)間可用V1閥的開(kāi)度來(lái)控制T2溫度。活塞式膨脹機(jī)的T2溫度一般控制在-140~-155℃,而透平膨脹機(jī)的T2溫度可控制在-155~165℃。應(yīng)該指出的是,T2溫度水平高低與熱交換器結(jié)構(gòu)和熱端溫差有關(guān)。一般老式150m3/h空分設(shè)備是采用盤管式換熱器,T2溫度過(guò)低,熱端溫差會(huì)擴(kuò)大,冷損增加,這是不允許的。新型150m3/h空分設(shè)備的熱交換器是鋁制板翅式換熱器,傳熱面積比盤管式要大,一般熱端溫差不易擴(kuò)大,因此,T2溫度水平可控制得低一些。但是,最低不得低于該壓力對(duì)應(yīng)的液化溫度,一般應(yīng)高于該壓力液化溫度3~5℃為安全。
T3溫度隨設(shè)備溫度的下降而不斷下降,當(dāng)達(dá)到-160℃以下時(shí),應(yīng)注意控制在-160~-170℃為宜,有利于液體的產(chǎn)生和積聚。此時(shí)對(duì)T2溫度不必控制,因?yàn)橹灰獙3溫度控制好,T2溫度也就會(huì)穩(wěn)定在安全運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)。
當(dāng)液氧液面達(dá)到正常值,V2、V3閥基本到正常工作位置,液氧液面還繼續(xù)上升時(shí),可將膨脹機(jī)進(jìn)口閥、V1閥逐漸開(kāi)大。在膨脹機(jī)進(jìn)口閥全開(kāi)后,可以不必顧及T3溫度的高低,靠開(kāi)大V1閥來(lái)維持液氧液面穩(wěn)定。因此,在正常運(yùn)轉(zhuǎn)下,T1、T2、T3溫度是用不著控制的。只有在設(shè)備啟動(dòng)階段、變工況運(yùn)行、不正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)或發(fā)生故障時(shí),可根據(jù)T1、T2、T3溫度的變化來(lái)判斷問(wèn)題,排除故障。