KDON-550/1200型空气分离设备使用说明书杭州迪沃普气体设备有限公司二零一三年九月目录第一章 KDON-550/1200型空气分离设备概况第一节、工作原理第二节、主要技术数据第三节、空分设备组成第四节、空分设备流程说明第二章分馏塔内结构说明第一节、上塔第二节、主冷凝蒸发器第三节、下塔第四节、热交换器第五节、液空液氮过冷器第三章空分设备的操作第一节、开车前的准备第二节、起动液化与调整第三节、正常工作中的操作第四节、工作中的停车第五节、紧急停车后之恢复操作第六节、分馏塔的加温和吹除第四章使用中的维护第一节、机器、设备定期检查与正常维护第二节、空分设备的封存和启封第三节、安全技术第一章 KDON-550/1200型空气分离设备概况第一节、工作原理KDON-550／1200型空气分离设备是一套从空气中同时提取氧气、氮气的空分设备，采用全低压带有透平膨胀机的新型的工艺流程。

进下塔的纯净干饱和空气由于继续冷却便成为液体空气。

利用氧、氮沸点不同在分馏塔内进行精馏获得纯氧、纯氮。

精馏的过程就是多次部分蒸发和多次部分冷凝的过程。

下分馏塔的作用是制取富氧液空和液氮。

主冷凝蒸发器的作用是使低压下不同压力的液氧蒸发和气氮冷凝，上分馏塔的作用是获得产品氧气和氮气。

第二节、主要技术数据1、型号： KDON-550／1200型2、加工空气量： 3960 m3/h3、产品气量：氧气O2：含氧量≥99.6% 550±5% m3/h氮气N2：含氧量≥99.9% 1200±5% m3/h4、加工空气压力：启动压力≤0.7MPa、正常运行压力 0.55～0.65MPa5、出塔压力：氧气O2 0.042 MPa 氮气N20.035 MPa6、氧电耗（仅指空压机）～0.67 KW.h/ m3 O2氮电耗（仅指空压机）～0.26 KW.h/ m3 N27、冷却水消耗： 45 t／h8、热交换器热端温差：～2 ℃9、工作周期：≥15 个月10、起动时间：（24～30）小时注：加工空气量按空压机进口状态为20℃、101.325KPa时流量为3960m3/h 。

氧产量随着加工空气量的增加而增加。

因此当吸入气温升高，吸入气压降低时，加工空气量减少，氧产量亦随之减少。

第三节、空分设备组成本设备由空气压缩机、后冷却器、预冷机组、纯化器、电加热器、膨胀机、分馏塔、流量装置计等组成。

设备结构、使用操作及维护说明除分馏塔在本文说明外，其余均见单机设备说明。

第四节、空分设备流程说明空气从空气滤清器吸入，除去灰尘等机械杂质后进入无油润滑空压机，经两级压缩后，进入后冷却器，冷却到常温，再进预冷机组，冷却至5～8℃左右，然后进入分子筛纯化器清除饱和水和二氧化碳。

干燥空气经过滤器过滤粉尘后进入分馏塔系统，在主换热器中进行换热，空气被冷却至－135℃左右（正常工况下），并在其中下部抽出一部分空气进膨胀机制冷，制冷后一股气流进入上塔参与精馏，另一股气流返流经入主换热器。

出主换热器的另一部分空气冷却并达到空气液化温度后，再经节流阀入下塔，参与下塔精馏。

由于氧、氮组分在同一压力下沸点不同，空气在下塔经初步精馏，产生液空和液氮，下塔底部的液空被引出经过冷器过冷后，节流入上塔中部参与精馏，下塔顶部的液氮一部分参加下塔精馏。

另一部分被引出，经过冷器过冷后节流入上塔顶部，作为回流液参与上塔精馏，在上塔底部得到气态氧与液态氧，气态氧经主热交换器与空气换热、复热至常温后，作为工业氧排出塔外。

在上塔的顶部得到产品氮，产品氮经液氮过冷器后进入主换热器与入塔空气进行换热，回收冷量后复热到常温，排出塔外放空或经贮气囊平衡后氮压机压缩，去用户充瓶或其他用。

产品氧进入贮气囊作为产品氧缓冲，经氧压机压缩后的氧气去灌充台充瓶。

从上塔抽取的馏份氮气，经主热交换器与入塔空气换热，复热到常温后，引入分子筛纯化系统，作为再生分子筛的气源，对分子筛进行再生。

分子筛纯化器组是由两只装满分子筛的容器组成，一只工作，一只再生，切换使用。

第二章分馏塔内主要结构说明分馏塔由上塔、下塔、主冷凝蒸发器、主热交换器、液氮液空过冷器、空气过冷器、液氧过冷器、氧高压汽化器、筒壳、仪表板、阀门、支架等件组成。

其结构分述如下：第一节、上塔上塔塔板结构是筛板式的。

塔板用环固定于筒体的两圆环间，塔板上布有均布小孔，低温气体由小孔而上，液体与低温气体进行交换后经溢流槽流至下一块塔板。

筒体的内径为φ650mm，筒体由3mm厚的铝板制成。

每两块塔板之间保持一定距离。

顶端装置一气液分离器，下端与主冷凝蒸发器连接。

第二节、主冷凝蒸发器为铝制板翅式换热器，装在上塔底部。

它的功用是使下塔中压气氮冷凝和上塔低压液氧蒸发，这是由于液氧温度比气氮温度低，一般这个温差为2℃，由于温差存在就形成了传热。

第三节、下塔它的结构与上塔相同，直径为φ550，筒体用厚5毫米的铝板卷焊而成。

塔板固定形式同上塔。

上升蒸气穿过小孔与塔板上流动着的液体接触便发生精馏作用，氮总是从液相到气相，而氧总是从气相到液相，精馏的实质就是多次部分冷凝和部分蒸了的过程。

第四节、主热交换器主热交换器为铝制板翅式换热器，空气被冷却到－135℃左右，部分出换热器进膨胀机，其余继续冷却到－165℃左右，经V1阀节流后进下塔，出塔气体在热交换器复热到常温出冷箱。

第五节、液空液氮过冷器本热交换器用来过冷节流前的液空和液氮，从而减少节流时的气化率和改善上塔精馏，其结构型式为铝制板翅式热交换器。

第六节、膨胀空气过冷器本热交换器用来过冷进上塔的膨胀空气，从而减少改善上塔精馏，其结构型式为铝制板翅式热交换器。

第三章空分设备的操作第一节、开车前的准备（着重讲分馏塔、机器及其它设备及其单行本）一、起动前必须仔细地将分馏塔按“加温吹除”的程序彻底加温吹除，准备好再生完毕的纯化器，各机组都按操作规程做好一切准备工作。

二、分馏塔启动前应做好下列工作：1、检查各接头有否旋紧，各连接管道的气密性是否良好。

2、空分塔检漏试压好后装填好绝热层。

3、检查液面计、流量计及仪表有否装错，校对压力表，温度计是否符合规定。

4、开启下列各阀：液空节流阀V02和液氮节流阀V03，液氧排出阀；打开氦氖吹除阀、热交换器吹除阀及下塔吹除阀，打开所有分析阀，液面计上、下阀，压力表阀，氧气、氮气出口、放空阀和馏分出口阀。

5、关闭下列各阀：膨胀机进口阀V05及旁通阀，空气节流阀V01和所有加温阀；氧、氮成品送出阀。

6、准备好氮气、氧气分析仪器及导管，装好空气进口管上和氧、氮、馏份出口管上的温度计。

7、仔细地检查膨胀机进排气阀是否灵敏，转速表接通电源，分馏塔仪表通电。

第二节、起动液化与调整当分馏塔起动准备工作已做好，然后按下列程序开动膨胀机和分馏塔。

1、启动空压机，待其运转正常后，关闭各级冷却器吹除阀，启动预冷机组，打开纯化器进口阀及空分塔空气进口阀，将空气通入热交换器中，待轴承气压力0.4MPa以上，小心地打开膨胀机进口阀，使气体进入膨胀机（按膨胀机说明书规定操作），待压力升至0.7MPa左右运转稳定后，再启动另一台膨胀机，并逐渐调至额定转速。

2、保持0.7MPa稳定，让更多的空气进入膨胀机产冷，适当打开（开始时微开，随着温度下降逐渐开大）空气节流阀V01，保持下塔压力0.2MPa。

3、如果空气量多余，则打开放空阀V1001，并随塔内温度降低逐渐关闭放空阀。

4、膨胀机转数保持在额定转速8万转/分左右，膨胀机最终出口温度应保持～－183℃。

5、在膨胀机启动1～2小时左右，膨胀机出口（T2）温度达到-150℃，随着温度降低，关闭纯化器前吹除阀，空气全部入塔。

关闭液氧排出阀、氦氖吹除阀、热交换器吹除阀及下塔吹除阀、所有分析阀。

继续开下去，不久就会出现膨胀前压力下降。

因此必须保持阀V01的适当开度。

从膨胀机启动开始，运转6～8小时左右，T3温度低于-169℃下塔呈现出液空，此时操作要点：⑴、继续降低T3温度到-170℃左右，并保持之。

⑵、保持空气压力，加速塔内液体积聚。

⑶、提高上塔压力：有利于积液。

⑷、保持塔内工况稳定。

⑸、提高膨胀机工作压力，充分发挥膨胀机的制冷效率。

6、液空出现后6～8小时左右，冷凝蒸发器内出现液氧，待液氧出现4～6小时左右，液氧液面指示到65～85厘米时，应慢慢地把V02，V03阀关小，以调整液空和液氮的纯度。

开始时两阀可以关得快些，在1转以上开度时，每次关15°，1转以下开度每次关5～10°，以后的调正更应仔细慎重，只能每次30°、20°的缩小，每关小一次阀门后应间隔5～7分钟。

仔细观察下塔压力和液氧液面的变化，若下塔压力没有明显升高，而液氧液面继续上升，可以把两阀关得快一些，若下塔压力上升较快，液氧液面下降则应停止关阀，若是液氧液面下降过低，可重新开大V02、V03阀。

等液面上升到原来的位置，才可继续关小两阀。

这时根据液氧液面变化，逐渐缓慢停止一台膨胀机运转。

当V02阀的开度关到4转，阀V03开度关到2转时，应分析液空，液氮的纯度，如两纯度不合规定要求则可用V03阀来调节，液空液面用V02阀来调节，若液空液面低于200mm柱，则把V02阀关小，其开度控制在液空液面200～300mm柱，阀V03的开度应控制在液空、液氮纯度最佳的位置上，液空30～35％O2，液氮含氧100PPm以下。

7、在关小阀V02，V03调整下塔纯度的同时，应根据液氧液面的工况调节膨胀机进口阀及V01阀，调整的速度视液氧液面的升降情况而定。

上升则膨胀机进口阀关小，V01阀开大一些；若下降则反之。

适当打开污氮排出阀，待氧气纯度提高后逐步关小污氮排放阀。

调整的要点是保持T3温度和液氧液面。

8、调纯的原则是先下塔，后上塔；在调整下塔的时候，上塔的氧气纯度已得到改善，因此，应该在分析下塔纯度的同时分析氧气纯度。

调节纯度时，缓慢打开V04阀，提高氮气的纯度。

当氧气纯度达到使用要求以后应打开产品送出阀，关闭放空阀。

并在保证氧气纯度的前提下尽量增加氧气产量，相应地关小氮气出口阀，并尽可能开大污氮抽取量（V04），保持低压来提高氮纯度。

此时应注意氧气纯度是否下降，若氧气纯度下降应关小氧气送氧阀，使设备趋于全面稳定。

若用户氮气放空的情况下，V04阀关闭，氧气产量可以达到最大。

第三节、正常工作中的操作一、分馏塔正常工作时之各项指标1、压力交换器后空气压力：0.55～0.60MPa下塔压力：0.42～0.50MPa上塔压力：0.042～0.048MPa2、温度热交换器空气与返流气体氧、氮、馏分出口平均温度差～2℃膨胀机进口温度（上热交换器出口）T1约：—100℃～—130℃膨胀机出口温度T2约：-175～-183℃出热交换器出口温度T3约：～-173℃3、液面液氧液面 65～85cm液空液面 20～30cm4、纯度氧气纯度（AE-1）99.5%O2氮气纯度（AE-5）≥99.9%液空纯度（AE-3）30～35%O2液氮纯度（AE-4）≥99.9%5、阀门开度阀V05/ V07（膨胀机进口阀）全开阀V01（空气节流阀） 2.5转～全开阀V02（液空节流阀） 0.5～2.5转阀V03（液氮节流阀） 0.5～1.5转6、流量氧气流量 500 m3/h氮气流量 1200 m3/h污氮流量 1900 m3/h在调整时每隔半小时分析一次液空、液氮以及氧气、氮气的纯度。