一 空分裝置起動應具備的條件:
1 空分設備所屬管道、機械、電器等安裝完畢,校驗合格。
2 所有運轉機械設備,如空壓機、氧壓機、膨脹機、冷凍機、水泵、液氬泵等均具備起動條件,有的應先進行單機試車。
3 所有安全閥調(diào)試完畢,并投入使用。
4 所有手動,氣動閥門開關靈活,各調(diào)節(jié)閥需經(jīng)調(diào)試校驗。
5 所有機器、儀表性能良好,并具備使用條件。
6 分子篩吸附器程序控制調(diào)試完畢,運轉正常,具備使用條件。
7 冷箱內(nèi)低溫設備的管道加熱,吹刷完畢,并經(jīng)檢測合格。、
8 除V457、V458閥門打開外,空分設備所有閥門應處于關閉狀態(tài),特別要檢查膨脹機噴嘴調(diào)節(jié)閥門必須處于關閉狀態(tài)。
9 供電系統(tǒng)正常工作。
10 供水系統(tǒng)正常工作。
二 起動準備
起動前應對保冷箱內(nèi)的管道和容器進行徹底加溫和吹掃。對于低溫下工作的各個部分都不能有液態(tài)水分和機械雜質(zhì)存在。除分析儀表和計量儀表外,所有通向指示儀表的閥必須開啟,接通溫度測量儀表,并進行以下各操作步驟:
1啟動冷卻水系統(tǒng);
2啟動用戶儀表空氣系統(tǒng)及分子篩純化器系統(tǒng)的切換系統(tǒng);
3啟動空氣壓縮機;
4啟動空氣預冷系統(tǒng);
5吹掃空氣管路。
吹刷的目的是除去雜質(zhì)和灰塵等,并檢查有沒有水滴存在。吹刷用的氣體是出分子篩吸附器的常溫干燥空氣。每一只吹除閥均打開進行吹除,一直到?jīng)]有灰塵和水汽為止。
三 冷卻階段
1分餾塔冷卻前必備條件
⑴ 空氣壓縮機已經(jīng)投入正常運轉。
⑵ 預冷系統(tǒng)已投入正常運行。
⑶ 分子篩純化器已投入正常運行。
2啟動增壓透平膨脹機
⑴ 按“透平膨脹機的使用說明書”規(guī)定,做好透平膨脹機的起動準備。
⑵ 打開冷卻流路各閥門。
⑶ 然后緩慢地開大噴嘴起動透平膨脹機。
⑷ 增加膨脹機的供氣量,慢慢地使增壓透平膨脹機達到最大氣量。
⑸ 切斷用戶提供備用儀表空氣,改用系統(tǒng)自身儀表空氣。
3冷卻分餾塔系統(tǒng)
冷卻分餾塔的目的:是將正常生產(chǎn)時的低溫部分從常溫冷卻到接近空氣液化溫度,為積累液體及氧、氮分離準備低溫條件。
冷卻開始時,壓縮機排出的空氣不能全部進入分餾塔,多余的壓縮空氣由放空閥排放大氣,并由此保持空壓機排出壓力不變,隨著分餾塔各部分的溫度逐步下降吸入空氣量會逐漸增加,可逐步關小放空閥來進行調(diào)節(jié)。
應特別注意的是在冷卻過程中保冷箱內(nèi)各部分的溫差不能太大,否則會導致熱應力的產(chǎn)生。冷卻過程應按順序緩慢地進行,以確保各部分溫度均勻。
⑴ 順序開啟冷卻流路的閥門
⑵ 保持空氣壓縮機排出壓力恒定
⑶ 把分子篩純化器的再生氣路由空氣流路切換到污氮氣流路上,此時應特別注意空壓機排壓,防止因超壓而引起連鎖停機停泵。
⑷ 必須注意各流路通過流量,使各部分溫度均勻下降,不能出現(xiàn)大的溫差。
4增壓透平膨脹機的控制
在冷卻階段,透平膨脹機的產(chǎn)冷量應保持最大。
在這一階段中:
⑴ 要相繼起動兩臺膨脹機
⑵ 膨脹機工作溫度盡可能低,但不得帶液
⑶ 當主換熱器冷端空氣已接近液化溫度時,冷卻階段即告結束。
5閥門狀態(tài)
⑴ 分餾塔閥門狀態(tài)
分餾塔所有閥門全部處于冷卻時所要求的開關狀態(tài)
⑵ 空氣導入
隨著分餾塔內(nèi)溫度逐漸下降,需緩慢開大V101、V102、V103,逐漸增加空氣量。
注意:分子篩吸附器壓差不能過大,同時要求進分餾塔前壓力PI-101與下塔空氣壓力PI-1的壓差不能太大,使下塔壓力保持不變,并隨著溫度下降逐漸增加膨脹量以保持最大產(chǎn)冷量。
⑶ 接通冷卻流路:
A 第一流路,冷卻主冷K和主換熱器E2的氧通道,開氧放空閥V104。
B 第二流路:冷卻上塔C2,過冷器E4和主換熱器E1的氮通道,開純氮出分餾塔放空閥V108。
C 第三流路,液空、液氮流路
D 第四流路,冷卻粗氬塔C3、C5
E 第五流路,冷卻精氬塔C4
⑷ 倒換分子篩吸附器再生氣源
在空分設備起動時,分子篩的再生氣體采用分子篩凈化后的空氣。當空分設備起動后,并有足夠的再生氣量時,可改用污氮流路,作為分子篩再生氣體。
⑸ 起動冷箱充氣系統(tǒng)
在空分設備冷卻過程中,冷箱內(nèi)溫度逐漸降低,應及時起動冷箱充氣系統(tǒng),避免冷箱內(nèi)出現(xiàn)負壓。
⑹冷卻階段應注意事項
A. 隨著冷卻流路的增加,空壓機應不斷地增加空氣量,空壓機出口壓力穩(wěn)定在0.52Mpa,空壓機控制方式應在主廠房就地控制。
B. 在整個冷卻過程中應控制各部分溫度,不要使溫差太大。
C. 為加快冷卻速度,應最大限度地發(fā)揮膨脹機的制冷能力,隨塔內(nèi)溫度的降低逐漸增加膨脹量,調(diào)節(jié)膨脹機工況,以膨脹機出口不產(chǎn)生液滴為原則,盡量降低膨脹機出口溫度。
D. 隨著溫度的下降冷箱內(nèi)壓力也會逐漸降低,應隨時注意調(diào)節(jié)冷箱充氣的流量。
E. 在冷卻階段空分閥門應處于手動控制狀態(tài)。
F. 當主冷底部(或下塔底部)出現(xiàn)液體冷卻階段即結束。
四積液和調(diào)整階段
所有冷箱內(nèi)設備被進一步冷卻,空氣開始液化,下塔(或主冷)出現(xiàn)液體,上、下塔精餾過程開始建立,待冷凝蒸發(fā)器建立液氧液面,可開始調(diào)節(jié)產(chǎn)品純度,并將產(chǎn)品產(chǎn)量設定在設計產(chǎn)量的70%~80%。
在液化階段,膨脹機的出口溫度盡可能保持較低,但以不進入液化區(qū)為宜。部分膨脹空氣量可通過V450進入污氮氣管。
1 閥門的調(diào)節(jié)
所有閥門的調(diào)節(jié)應按步驟緩慢并逐一地進行,當前一只閥門的調(diào)節(jié)取得了預期的效果以后,方可開始下一只閥門的調(diào)節(jié)。
2溫度的控制
⑴ 主熱交換器冷端的溫度應接近液化點TI-1約為-172℃。
⑵ 其它部分溫度應調(diào)節(jié)到正常生產(chǎn)時的規(guī)定溫度。
3液體的積累
⑴ 稍開不凝氣排放閥V305。
⑵ 調(diào)節(jié)空氣壓縮機的流量,以滿足分餾塔吸入空氣量的增加,并保持壓縮機后的恒壓,可用進口導葉和放空閥配合調(diào)節(jié)。
⑶先微開下塔液氮回流閥V11,根據(jù)主冷液氧上漲情況逐漸增加開度。
⑷取樣分析初始積累的液體。如發(fā)現(xiàn)液體中有雜質(zhì)和二氧化碳固體等,則應將液體連續(xù)排放,直到純凈為止。由于空氣中含有水分,在抽取液體樣品時,水分會凝結進入液體,使液體變得混濁,因此,應把抽取液體的容器罩起來。
⑸用V1閥調(diào)節(jié)下塔液空液面LIC-1,并投入自動控制,LIC-1定為~400mm。
⑹用V2閥抽取液氮送入上塔,加速精餾過程的建立。
4精餾過程的建立
⑴ 將計量儀表投入,控制產(chǎn)品流量為設計值的70~80%。
⑵ 調(diào)整上塔和下塔的壓力,使之達到正常值。
⑶ 從阻力計上讀數(shù)的上升,可知精餾過程已經(jīng)開始建立。
A. 當主冷液面上升至設計值50-60%以上時,視吸入空氣量和下塔壓力情況調(diào)節(jié)下塔液氮回流閥V11,初步建立下塔精餾工況。
B. 根據(jù)下塔液位上升和純氮純度情況,調(diào)節(jié)V2。
C. 調(diào)節(jié)出分餾塔的污氮閥V109,出分餾塔的純氮放空閥V108,及產(chǎn)品氧放空閥V104,使產(chǎn)品氧、氮達到設計值。
⑷ 操作粗氬塔
A. 緩慢開V3使回上塔的液空蒸發(fā)量增加,促使粗氬塔冷凝蒸發(fā)器工作,待粗氬塔液空出現(xiàn)液面時,密切注視粗氬塔阻力計PdI-701,PdI-702的變化,使其緩慢升高到額定值,AIA-705粗氬分析儀可投入使用。
B. 調(diào)整氬餾份純度AI-701在8~12%Ar,這時主塔已達正常工況,漸開V3,使液空液面緩慢升高到額定值,工況穩(wěn)定后液面計LIC-3投入自動。
C. 當粗氬塔Ⅰ液面LIC-701緩慢升到1000mm時,啟動粗氬泵AP1(或AP2)將粗氬塔Ⅰ的粗液氬送入粗氬塔Ⅱ,此時V701投入自動,使LIC-701保持在800~1000mm。
D. 開啟V763,并分析AIA-705氣體成份,當分析結果達到要求時,方可投入精氬塔工作。
E. 從分析儀A-704取樣,定期分析液空中乙炔含量,其值不得高于0.01PPm。
⑸ 當冷凝蒸發(fā)器液面達到最小規(guī)定值時,可有步驟地減少一臺透平膨脹機的產(chǎn)冷量,如果空氣壓縮機的產(chǎn)量已經(jīng)達到最大值,而下塔的壓力仍有下降趨勢時,應提前減少透平膨脹機的制冷量。
2.4.5 精餾工況的調(diào)整
⑴ 按制造廠說明,將分析記錄儀表投入。
⑵ 按各分析點數(shù)據(jù),利用V2對精餾工況進行調(diào)整。
⑶ 在調(diào)整時,產(chǎn)品取出量維持在設計值的80%左右。
⑷ 當工況穩(wěn)定后,可加大產(chǎn)品取出量到規(guī)定值,將污氣氮純度維持在規(guī)定指標上。
⑸ 產(chǎn)品的產(chǎn)量,純度均達到指標時,此時氧氣壓縮機可以啟動,即逐漸把產(chǎn)品從放空管路切換到產(chǎn)品輸出管路上。
⑹ 注意液氧液面,應保持穩(wěn)定,不能下降,必要時可增加透平膨脹機的產(chǎn)冷量,所增加的膨脹氣量應經(jīng)V450閥旁通入污氮管路。
2.4.6 粗氬塔的調(diào)整
由于粗氬塔與主塔有著緊密聯(lián)系,只有在保持主塔工況穩(wěn)定于設計工況的前提下,才能開始粗氬塔正常工況調(diào)整工作。
影響粗氬塔正常工況建立的主要因素,是氬餾份的組成及熱負荷發(fā)生變化,因此,粗氬塔正常工況的調(diào)整目的,就是要建立最佳的氬餾份組成及冷凝器熱負荷,從而保證粗氬純度及產(chǎn)量。
⑴ 氬餾份含氧量的調(diào)整
氬餾份組成的穩(wěn)定性是粗氬塔正常工況建立的基礎。
若氬餾份含氧量太高,將導致粗氬含氧量上升,塔板阻力會升高,且氬提取率會下降,產(chǎn)量減少。若含氧太低,則含氮量往往會升高,含氮量過高,會導致粗氬塔精餾工況惡化(例如產(chǎn)生“氮塞”)。過多的氮“入精氬塔又會增加精氬塔的精餾熱負荷,并影響產(chǎn)品純度。
氬餾份含氧量是通過調(diào)整主塔的正常工況來達到的,調(diào)整時一定要把主塔和粗氬塔視為一個整體來考慮,二者中有任一參數(shù)偏離正常工況往往都會引起氬餾份組成的變化,因此操作調(diào)整一定要謹慎小心,且要緩慢而行。最通用的調(diào)整方法是,在允許范圍內(nèi)適當增加產(chǎn)品氧抽出量,這樣可降低氬餾份的氧含量,反之會增加氬餾份的氧含量。
特別應當指出,氮氣產(chǎn)量,入塔空氣量和壓力及膨脹空氣量的改變,空氣純化系統(tǒng)的切換,都會引起氬餾份組份的變化。在調(diào)整時,應周密考慮各種因素之間的相互影響,盡量把不可避免的干擾因素錯開發(fā)生。
⑵ 液空液面的調(diào)整
粗氬塔冷凝器熱負荷是根據(jù)粗氬塔阻力PdI-702指示,通過調(diào)整液空液面來實現(xiàn),它將影響粗氬的產(chǎn)量及純度。開大V3閥,液空液面升高,冷凝器的熱負荷增加,反之減少。
⑶ 粗氬純度的調(diào)整
粗氬純度主要調(diào)整氬餾份來達到,適當增加冷凝器熱負荷,有助于粗氬的純度提高。
2.4.7 精氬塔的操作與調(diào)整
⑴ 操作前應具備的條件
A. 主塔及粗氬塔的工況穩(wěn)定在設計工況。
B. 精氬塔已進行徹底的吹刷冷卻。
C. 粗氬含氧量分析AIA-705≤2PpmO2。
D. 計器儀表和安全閥均已校好,并可隨時投入使用。
E. 檢查所有閥門是否靈活好用,并全部處于關閉狀態(tài)。
F. 貯存系統(tǒng)的液氬貯槽,液氬泵及汽化器已準備就緒。
⑵ 精氬塔的操作
A. 當AIA-705≤2PPmO2時,緩慢開大V6將粗氬經(jīng)液化器E6導入精氬塔。
B. 在蒸發(fā)器液面LIC-708初達10%后,,開V756全部排放積液以確保精氬純度。
C. 在蒸發(fā)器液面LIC-708達到設計額定值時,由AIA-703分析氬純度,若含氮量超過70PPm,則適當開大V760,直到合格為止。若氬中含氧大于10PPm,則打開V756,排放掉一部分液氬后再重新積液。
D. 當純氬中的氧、氮含量達到要求且液面達到1200mm時,可打開V708、V709,送液氬去貯槽。
⑶ 精氬塔的調(diào)整
A. 塔內(nèi)阻力穩(wěn)定是精氬塔工作穩(wěn)定的標志,開大V4,增加上升蒸汽量,塔內(nèi)阻力增加。
B. 當塔內(nèi)壓力PI-702超過正常值時,V5開大,使液氮液面上升,冷凝液回流量增加,塔內(nèi)壓力恢復正常。
C. 定期開關或經(jīng)常微開V760,排除不凝性氣體。
D. 氬純度可通過調(diào)節(jié)不凝氣氣量來達到。開大V760,可降低液氬中含氮量,若液氬中含氧量過高,只有打開V756排放部分液體,重新積液。
E. 應防止精氬塔出現(xiàn)負壓,因負壓會使大氣中水份吸入管內(nèi)使管道堵塞。
五常見分餾塔應急及處理方法
1.氧氣純度調(diào)整:氧氣純度變差可以通過減少氧氣取出量,加大氮氣取出量,減少膨脹量及關小V1V2,調(diào)節(jié)進塔氣量等方式提高氧氣純度。
2.氮氣純度調(diào)整:氮氣純度調(diào)整可通過加大氧氣取出量,減少氮氣取出,開大V2調(diào)整下塔氮氣純度等來提高氮氣純度。
正常氧氣和氮氣純度調(diào)整需要找到V2的平衡點來進行,產(chǎn)量取出要視正常工況調(diào)整,不能強行增加產(chǎn)量或減少產(chǎn)量來達到調(diào)整純度的目的,設備剛開機時可根據(jù)實際情況決定先調(diào)整氮氣純度還是氧氣純度(如分廠先用氮氣,可先調(diào)整氮氣純度,反之亦然)
3.氬氣純度調(diào)整:工藝氬純度(含氧量)調(diào)整可通過提高氬餾份含量(8--12左右),減少工藝氬取出來提高純度,工藝氬純度(含氮量)調(diào)整可加大精氬底部氮氣蒸發(fā)量(開大V4)來減少含氮量。
4.粗氬塔氮塞:粗氬塔氮塞會出現(xiàn)氬餾份突然波動,氧氣純度波動,粗氬冷凝液空升高,粗氬阻力升高,粗氬液位升高,工藝氬減少等情況,一般是因為主塔進入粗氬塔冷量(含氮)過多,粗氬塔消耗不了冷量,造成換熱器不工作,主要處理方法是增大主塔下塔冷量進入上塔,減少進粗氬塔的冷量(關V3),加大工藝氬取出,排放多余的氮氣,同時主塔做好氧氣純度調(diào)整,操作閥門切忌動作過大,引起工況反復。
5.精氬塔氮塞:精氬氮塞會出現(xiàn)冷凝液氮液位突然上升,進入精氬塔的工藝氬減少,精氬塔壓力升高,消耗冷量過慢等情況,1.可開大精塔壓力調(diào)節(jié)閥(V766)排放多余的氮氣為精氬塔減負荷,2.關小冷凝液氮液位(開V5),3.減少工藝氬(關V6),4.減小氣氮進入精氬塔底部蒸發(fā)(V4),5.開大不凝氣排放及旁通閥排放多余的氮氣,6.開大氮氣回污氮V8,減少冷量,減輕精氬塔負荷
6.粗氬泵突然停機:粗氬泵突然停機會讓過多的冷量進入粗氬塔,造成主塔冷量不足,短時間可通過加大膨脹量或開大V1V2來保持主冷液位,另一方面要預冷備用泵緊急啟動保證后續(xù)工況。如粗氬泵長時間無法開啟,要切斷粗氬塔工況,盡量保持主塔穩(wěn)定,特別要注意切斷粗氬塔后,大量冷量進入上塔會破壞主塔整體工況,氧氣和氮氣純度短時間會受到影響,需要按正常純度調(diào)整來保持工況穩(wěn)定。
7.膨脹機突然停機:膨脹機突然停機會出現(xiàn)主冷液位下降,冷量不足等現(xiàn)象,要快速做好備用膨脹機的開機準備工作,確認無誤后啟動,啟動備用膨脹機后要做好氧氮純度收到破壞的預判,提前做好調(diào)整,避免氧氣氮氣純度受到影響。
8.壓縮機突然停機:氧氮壓機突然停機會使主塔壓力瞬間升高,嚴重的會使主塔爆裂,應立即打開主塔氧氮氣對外放空閥泄壓,減少主塔壓力,同時去現(xiàn)場氧氮壓縮機泄壓,查看跳停原因。