關于空分純化系統，從七十年代前的可逆式換熱器流程進化到分子篩吸附流程，空分的工藝流程進行了更新換代的變化。采用分子篩凈化系統大大簡化了操作，提高了設備的安全可靠度。當然分子篩純化系統還有一系列好處，這里就不贅述了，有興趣的同學們可以查閱空分史料。分子篩吸附流程的空分計算，目前我能查閱到的年代最久遠也是記錄最詳細的資料就是七十年代末期，杭氧選派技術人員赴林德公司的實習總結資料。學習這份寶貴資料的同時，我由衷的佩服空分行業的各位前輩們一絲不茍的嚴謹的研究精神。看著一筆一劃手工繪制的工程附圖，猶如當年伏案記錄的場景浮現在眼前。

        偏題了，講回分子篩純化系統的順控程序發展，從林德學習資料內記錄的8步（每個吸附器分四個過程：排氣、加熱、冷卻、充氣）到如今主流的18步（每個吸附器分九個過程：準備泄壓、泄壓、準備加熱、加熱、冷吹、準備充壓、充壓、準備切換、切換），幾十年間經歷了什么？再插一句題外話，空分設計人員在翻閱GB16912（俗稱氧規）時，反復會提到的一句話就是，這本規范里每一條都是血淋淋的經驗和教訓，所以必須要帶著崇敬的心態來尊重規范里的所有內容。當然，對于分子篩純化系統的順控程序的發展沒有這么沉重，但是每一步進化和每一處優化，無不飽含著操作中發生的問題和前輩的智慧。我們先從8步的開始說起吧。

一、8步模式

        分子篩容器的使用分四個過程：排氣、加熱、冷卻、充氣。需要嚴格控制的過程只有排氣和充氣。因為這兩個過程控制不好，能使分子篩粉碎縮短使用壽命。簡單來說就是需要慢速排氣和充氣。根據吸附器容器的體積以及壓縮空氣的工作壓力，可以計算出總進氣量和總排氣量。按照《實習總結》中記錄，排氣7分鐘，充氣12分鐘。

二、10步模式

        10步模式中分子篩容器的使用分為五個過程：泄壓、加熱、冷吹、充壓、轉換。與8步模式相比，多了最后的轉換步。多出的這一步轉換步里增加了兩個吸附器同時工作的階段，也有公司把這一步稱為并行或并聯。并行一段時間之后才是切換為另一個吸附器。為什么多出了并行這一步？分子篩在使用前的充壓過程中隨著壓力升高，分子篩的吸附容量增大，更多的氮氣和氧氣被分子篩所吸附，吸附熱使得床層溫度升高。當吸附器轉為使用時，空氣將分子篩床層的熱量帶出來，從而引起出口溫度的升高。為減緩這種溫度升高現象給精餾系統的操作造成的周期性影響，減緩吸附熱給板式換熱器帶來的熱負荷波動，所以增加了這一步，并且可以用適當增加“并行”時間來平緩這一波動。

三、18步模式

        18步模式中，每個吸附器的使用分為九個過程：準備泄壓、泄壓、準備加熱、加熱、冷吹、準備充壓、充壓、準備切換、切換。與10步模式相比，對于泄壓、加熱、充壓、切換這四個主要步驟分別增加了準備步。每個準備步內主要的任務就是相關閥門的動作，將準備步分開可以使順控程序更清晰，也就是將任務拆分得更細致。例如準備加熱步內是將污氮流路相關閥門都打開，到了加熱步直接打開電加熱器。哪一步出了故障就暫停在哪一步，對于運維人員來說能更加快速的找到故障點。以下是18步的詳細分解：

四、純化系統順控過程中給空分運行帶來的擾動

1，純化器充壓過程的擾動

        在純化器轉升壓過程中，升壓閥突然打開時，空氣出空冷塔的壓力同步下降。雖然空壓站補充氣調節閥接收到壓力下降的信號，開始增加開度，但信號檢測反饋調節有一定的滯后性，所以升壓初期進主換熱器的空氣壓力和流量均略有減少。

        隨著升壓閥增開，純化器的升壓速度加快，壓空補充氣的閥門同步增開。進入空冷塔的空氣量增加，空冷塔阻力增加，導致空氣進純化器、主換熱器和下塔壓力、空氣進主換熱器的流量同步減少。在升壓接近尾聲，升壓速度降低，壓空補充氣閥門逐步關小，進空冷塔空氣流量、空冷塔阻力逐步降低。此時空氣進純化器、主換熱器和下塔壓力同步上升，空氣進主換熱器的流量逐步增加。

    進入準備階段，2臺純化器并聯運行，此時壓空補充氣調節閥穩定在一定開度。但由于2 臺純化器均分進主換熱器空氣量，純化器段的阻力值達到最低。此時下塔的壓力值逐步升至最大值，進主換熱器空氣量達到最大值。切換后，單臺純化器運行，壓空補充氣開度逐步關小，空冷塔、下塔壓力逐步回歸正常。

        在純化器升壓時，冷端和熱端膨脹機的進出口溫度變化并不明顯。由于純化器分壓作用，膨脹機的膨脹端機前壓力、機后壓力以及膨脹機轉速均略有下降，此時膨脹機制冷量隨之下降。在純化器升壓完成至2 臺純化器并聯運行期間，壓空大量進入主換熱器，膨脹機的機前、機后壓力、轉速均處在最大值，此時膨脹機制冷量上升。同時，膨脹機的軸振動、位移隨著轉速的變化發生較大的波動。

        經過以上分析，純化器在切換時，進下塔的空氣流量、下塔壓力、上塔壓力變化趨勢是先降低至穩態后緩慢上升至峰值，然后再緩慢下降至正常狀態。膨脹機的制冷量與下塔壓力變化趨勢相同，同時膨脹機振動和位移大幅波動。

2，切換后溫度升高的擾動

        空氣在經過純化器后，溫度會有所升高，這是因為空氣中的水分和二氧化碳被分子篩吸附，而吸附過程是一種放熱過程。吸附放熱使出口空氣溫度比進口溫度高4~6 ℃。空分純化器在切換后10～15min，空氣出純化器溫度能達到峰值38℃，最大溫升約22 ℃。約70～80min 后，溫升差值會穩定在3.5～5.0 ℃。