空 分 流 程 简 述
KDNOAr-10000/8000/390型空分装置
第一章 精 馏
一、 进塔流程：
进塔流程（如图：1-1所示）
（图：1-1）
二、 精馏过程：
1、 什么叫精馏：
简单的说：精馏就是利用两种不同物质（气体）的沸点不同，多次地进行混合蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发的过程就叫做精馏。
2、 进塔空气的作用：
空气从纯化系统来经冷箱换热与膨胀后的空气混合后进入下塔底部，这部分气体做为下塔的上升蒸气；经高压节流的液空被送往下塔中部作为下塔的部分冷凝液；
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3、精馏---下塔液氮的分离：
精馏塔下部的上升蒸气温度要比上部下流的液体温度高，所以膨胀空气进入下塔后空气温度会比上塔下流的温度高，当下塔的气体每穿过一块塔板就会遇到比它温度低的液体，这时，气体的温度会下降，并不断的被冷凝成液体，液体被部分气化；由于氧的液化温度最高，所以氧被较多的冷凝下来，剩下的蒸气含氮浓度就会有所提高。就这样，一次，又一次的循环下去，到塔顶后，蒸气中的氧大部分被冷凝到液体中去了；从而得到了蒸气中含氮纯度达到99.9%的高纯氮；这部分气体被引入主冷，被上塔的液氧冷凝成液氮后部分做为回流液回流下塔再次精馏（如图：1-2所示），部分被送往上塔作为上塔的回流液。同时下塔液空纯度也得到了含氧36%的液空。
（图：1-2）
4、 上塔精馏：
将下塔液空经节流降压后送到上塔中部，作为上塔精馏原料；而从主冷部分抽出的液氮则成为上塔的回流液；与下塔精馏原理相同，液体下流时，经多次部分蒸发和冷凝，氮气较多的蒸发出来，于是下流液体中含氧浓度不断提高，到达上塔底部时，可以获得含氧99.9%的液氧；部分液氧作为产品抽出；由于下塔上升蒸气（纯氮气），被引入主冷冷凝，所以它将热量较多的传给了液氧，
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致使液氧复热蒸发作为上塔的上升气；在上升过程中，一部分蒸气冷凝成液体流下，另一部分蒸气随着不断上升，氮含量不断增加；到塔顶时，可得到99%以上的氮气。
第二章 开车步骤
一、 启动步骤：
1、
空气压缩机；
2、 空气预冷系统；
3、 空气纯化系统；
4、 空气增压机；
5、 空气膨胀机；
6、 分馏塔系统操作。
二、 准备工作：
1、
启动冷却水系统；
2、 启动仪表空气系统，检查所有设备、仪表和阀门（正常复位参照 第三章 正常停车 阀
门动作）性能完好，并具备作用条件；
3、
检察所有冷却水阀有无打开，并注意流量、压力是否满足；
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4、 启动空压机、增压机油泵，油温低时开加热器，检察油压。
三、 启 动
（一）、启动空气压缩机：
按“DCS集散控制系统启动要求”满足条件后启动；
按下电源，电机开始转动，注意事项：
1、 启动时应注意电流变化；
2、 密切注意各振动点和轴移位有无超高现象；
3、 润滑油总管压力大于0.22Mpa延时30秒，辅油泵应停止；
4、 预热结束后加载空气压缩机；
5、 加载时注意各级压力、振动、轴移位变化。
（二）、预冷启动：
1、 预冷和分子筛所有阀门复位；
2、 空压机加载完必后就将空气缓慢导入预冷和分子筛进行充气；
3、
当预冷出口压力等于空压机出口压力时（≥0.45MPa），充气结束；4
4、 启动常、低温水泵，并调至正常流量；
5、 缓慢打开空气进水冷塔旁通阀（V1135）（根据出口水温调整阀门开度大小）。
（三）、启动分子筛：
1、 缓慢开空气旁通至分子筛阀（V1250），并调整至正常流量；
2、 将分子筛透入自动运行程序；
3、 打开电加热器电源；
4、 将仪表气转换为自身气源。
（四）、启动增压机：（增压机启动步骤与空气压缩机相同）
（五）、启动膨胀机：（增压机带膨胀机启动）
*膨胀机状态：
1、 膨胀端：进口手动阀全关、出口手动阀全开、入口导叶全关、吹除阀关；
2、 全开；
增压端：进出口手动阀全开、冷却水进出口阀全开、排放阀全关、回流阀
3、 电磁阀关、仪表管吹除阀关；
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4、 密封气开；
5、 油泵开，油温正常（油箱电加热器有必要时开）；
6、 增压机加载成功后，向膨胀机进口阀前导气，导气结束后将增压机出口阀
全开；
7、 1、 2、 3、 *注意事项：1、 2、 3、 4、 增压机出口压力不应控制太高。
*启动膨胀机：
打开电磁阀；
手动缓慢打开膨胀机进口手动阀至直至全开；
入口导开度根据膨胀机转速的不断提高，而逐渐开大到最佳工作状态。调整膨胀机转速时应避免在叶轮敏感区时间停留过久或长时间运转；
对增压机升压时应注意稳定；
对膨胀机回流阀和高压节流阀的操作要缓慢；
防止超压、超速、超温运转。
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第三章 正常停车
一、停车步骤：
1、 分馏塔系统操作；
2、 停辅助氧、氩、泵；
3、 停空气膨胀机；
4、 停空气增压机；
5、 停空气纯化系统；
6、 停空气预冷系统；
7、 停空气压缩机．
二、停车内容：
（一）、系统操作：
1、将所有产品液相排放阀门全关。
2、缓慢减少产品氧气出口流量，缓慢将膨胀机回流阀全开；缓慢降低增压机出口压力（此步骤配合操作）。
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3、辅助：停液氧泵（产品氧气出口流量减少至零）、循环液氩泵(打开粗氩平衡阀，防止出现负压)、中压液氩泵（并将DCS回流阀全开），关进出口阀，排放液体，加温吹除；
4、待增压机出口压力降到膨胀机转速进入叶轮敏感区时将入口切断阀关闭，关膨胀端和增压端进出口手动截止阀，停膨胀机油泵（膨胀机油泵在密封气满足情况下不需要停）；打开增压端排气阀；
5、将增压机回流阀失电卸载，按下停止按钮停增压机；
6、将分子筛程序暂停，关闭加热器电源；
7、切换仪表空气；
8、停预冷系统常、低温水泵，关进出口手动截止阀；
9、将空压机放空阀失电卸载，按下停止按钮停空压机。
注册事项：
1、 将LCV4手动开两圈，防止冷箱出现死气；
2、 停车后因没有气量进下塔，防止上塔出现负压；
3、 存）。
如果是长期停车需要排放所有液体，包括主换热器中的液氧（临时停车则需要将塔封
第四章 空分操作
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一、 概述：
在第一章我们说过有关精馏过程中提取液空、液氮、液氧的方法，下面我们就详细说明一下有关控制操作中的内容。
1、 液空：液空是来自下塔下部第一块塔板流下来的液体，并提供原料供给上塔作为精馏原料液；它的纯度受下塔回流液体（液氮）的影响而不断变化。
2、液氮：是由下塔初步分离而得到的≤５ＰＰＭ的液氮作为上塔的回流液供给上塔精馏。
3、 污液氮：污液氮管是为了保证塔顶得到高纯度液氮和保证底部液空纯度而设计的；从中部抽取一部分污液氮，它可使抽口以上的塔板有足够大的回流比，以保证纯液氮纯度，同时使抽口以下的塔板回流比减小，有利于提高液空的氧纯度。
4、污氮气出口氧分析（ＡＩ５）：ＡＩ５主要测量污氮中抽走的含氧量（单位％）。
5、 氩馏份(AIA701) ：空气中氩的体积分数为0.932%，它和沸点介于氧、氮之间。在下塔液空中含1.3～1.6%的氩抽往上塔，从液空进料口下流时，在塔板上遇到上升蒸气，有部分液体要蒸发出来；其中，易挥发组分氮要比氧、氩更多地蒸发到气相中去，所以液相中的氧、氩浓度逐渐提高。越往下走，实际就进入了氧、氩分离区了。由于氩对氧来说是易挥发组分，在下流过程中氩比氧蒸发得多，因此液体中含氩量减少，这样就形成了液空进料口以下的富氩区。
氩在上塔的分布有两个富氩区，一个在提馏段，别一个在精馏段；一般我们都在提馏段抽取氩馏份，目的是为了减少氩馏份中含氮量过高（氩馏分的含量为：氩８～１０％，氧９０～９１％，氮小于０.1％）。氩在上塔的分布是随氧、氮产品和浓度的变化而变化。如：氮产量减少，氮的浓度就要提高，此时富氩段要下移。即精馏段的富氩区含量要减少，提馏段富氩区的含氩量就要增加。
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6、粗氩I塔出口含氧（ＡI７０６）：测量氩馏分中含氧量（单位：％）。一般氩馏分中含氧低，相对含氮高（氧、氩、氮三者之和是１００％）；如果氩馏分的含氮量太多，一则使粗氩纯度降低，而且会导致粗氩冷凝器的温差减小，甚至使温差为零（即产生＂氮塞＂），此时粗氩塔便停止工作；上升气流速度降低。并且，粗氩中含氮过多将给制取精氩带来困难。
二、主塔控制：
HC2----用于控制下塔回流比，以及对上下塔冷量进行分配；（主要控制：液空纯度、氩馏分等）。如：HC2开大时（正常范围内），到上塔的冷量会变大，相对下塔回流液体减小（液空纯度相对上升）；这时上塔的冷量富余，上升蒸气被冷凝下来，氩馏分上升、氮气纯度上升。
HC3----主要是相对调整下塔液氮和液空纯度的平衡点。
HC4----当主塔稳定时，用于控制上下塔回流比（主要控制：氩馏分和液空纯度）。
例1：下塔液空纯度为3１.8%（正常：34~35%）；
冷箱气氮纯度为０.５PPM(正常：1.3~2.5PPM)；
上塔蒸发压力40.8Kpa(正常：42Kpa)；
污氮气含氧为0.15%(正常：0.25~0.35%);
氩馏分为13.9%（正常：8~12%）；
主塔温度下降；这时候就可以开大HC4；
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分析：从单方面趋势上看，液空含氧正常值为34~35%，氩馏分正常值为8~12%；而现在明显低于正常值，证明上下塔冷量富余，开大HC4阀排放液体。
可以将数据综合在一起看，这样的结果会更准确。
当下塔冷量过乘，而上塔冷量不足时，主塔反应出来的数据为：
液空含氧纯度下降，上塔蒸发压力减少，氩馏分高。
这时就需要将HC2开大加大进上塔的液氮量。
如果HC2阀开的开大，主塔反应出来的数据为：
进塔气量增加，液空纯度高，上下塔压力升高，主冷负荷加大，下塔回流比减少。
每个阀门都有它一定的作用，所以，阀与阀之间的配合操作很重要。
三、氩塔控制：
氩在上塔的分布并不是固定不变的。当氧、氮纯度发生变化时，即工况稍有变动，氩在塔内的分布也相应地发生变化。但氩馏分抽口的位置是固定不变的，因此，氩馏分抽口的组分也将发生变化；氩馏分的改变就直接影响进入粗氩塔的氩馏分含量。导致粗氩塔氧含量增高，氩的提取率降低；或氩馏分含氮过高，使精氩塔冷凝器中温差减小，甚至降为零，上升气流速度降低，粗氩塔回流液体减少无法建立阻力（即＂氮塞＂）。
１、 氩馏分的控制：氩馏分主要由主塔中的ＨＣ２、ＨＣ4阀门进行控制；
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２、 粗氩塔负荷控制：主要取决于粗氩冷凝器的负荷大小；
３、 精氩塔控制：负荷主要取决于粗氩抽出量以及精氩冷凝器液位和蒸发器；
４、 粗氩塔氧含量分析控制（ＡＩＡ７０２）：粗氩出口含氧要求≤２ＰＰＭ；一般在正
常工况下用取出量大小相对控制粗氩塔回流液大小来控制含氧；
５、 精氩塔氮含量分析控制（ＡＩＡ７０３）：产品液氩要求含氮量≤３ＰＰＭ。从粗氩
塔抽出的１／３含Ｏ２≤２ＰＰＭ，纯度达到９５～９８％的粗氩气进入精氩塔中部进行去氮；氮和氩相比是易挥发组分，当粗氩气进入精氩塔时遇到塔板上下流的液体和上升的蒸气，有部分液体要被蒸发和部分气体被冷凝，到塔顶时易挥发组分氮被蒸发放空，氩则被冷凝到液项中。精氩蒸发器的作用是辅助去氮。
第五章 事故分析处理(仅作参考)
１、液氧泵紧急停止
信号：液氧泵轴承温度高
作动：液氧泵轴承温度高连锁停止
连锁：膨胀机回流阀失电
措施：控制好增压机压力，防止增压机超压轻载，迅速将另一台液氧泵开启，保证氧气供应。
影响：主塔主冷液位上涨过快，蒸发压力增加；氩馏分被破坏。
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２、膨胀机紧急停车
信号：膨胀机转速过高
动作：膨胀机切断阀失电
连锁：增压机回流阀失电，液氧泵停止，循环氩泵密封气压力低连锁停止
措施：控制空压机出口压力，防止空压机超压轻载；关闭所有产品液相排放阀门；将LCV4手动开两圈，防止冷箱出现死气；检查原因，如维修时间过长需要开中压液体氧泵、氮泵、氩泵保证炼钢正常供气量。
影响：上下塔、氩塔阻力下降，液空液位、主冷液位、粗氩塔底部液位上涨（即出现漏液现象）；液空纯度、氧纯度度、氩馏分、氩纯度被破坏。
３、增压机紧急停车
信号：增压机一级振动高连锁
动作：增压机回流阀失电
连锁：膨胀机切断阀关闭，液氧泵停止，循环氩泵密封气压力低连锁停止
措施：控制空压机出口压力，防止空压机超压轻载；关闭所有产品液相排放阀门；开中压液体氧泵、氮泵、氩泵保证炼钢正常供气量；检查原因。
影响：上下塔、氩塔阻力下降，液空液位、主冷液位、粗氩塔底部液位上涨（即出现漏液现象）；
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液空纯度、氧纯度度、氩馏分、氩纯度被破坏；膨胀机油泵密封气压力低连锁停止。
４、空压机紧急停车
信号：空压机轴位移高连锁
动作：空压机回流阀失电
连锁：预冷系统常、低温水泵停止；分子筛程序暂停；增压机连锁停车；膨胀机连锁停车；液氧泵、循环氩泵、工艺氩泵连锁停止。
措施：迅速切换仪表气并开中压液体氧泵、氮泵、液氩泵保证炼钢正常供气量；关闭所有产品液相排放阀门和产品气相出口阀门；打开粗氩塔平衡阀门，将主塔封存；检查原因。
影响：上下塔、氩塔阻力迅速下降，液空液位、主冷液位、粗氩塔底部液位上涨（即漏液）；液空纯度、氧纯度度、氩馏分、氩纯度被破坏；膨胀机油泵密封气压力低连锁停止。
＊注：请参考“第三章 正常停车 ”中的步骤及注意事项；所有液体泵在停止后都要关闭进出口阀门，排放液体加温。
编写：XXX 审批：XXX
2005.10.24
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