一种外压缩筛板塔空分装置的变负荷操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于制氧技术领域，具体涉及一种外压缩筛板塔空分装置的变负荷操作方法。本操作方法既能在用氧高峰时，保质、保量输送氧气，满足生产厂用氧量；又能在用氧低谷时，有效地减少无功生产，降低氧气放散量，最大限度降低运行成本。具体操作方法如下：调整进塔空气量、液氮回流阀门的开度、纯液氮节流阀门的开度、污液氮节流阀门的开度、下塔进上塔液空节流阀门的开度，使下塔的压力、上塔的压力基本保持不变，进塔的空气量减少０～２０％，在以上操作条件下，空分产品氧、氮的纯度保持不变，产量可减少０～２０％。本操作方法适合冶金行业炼钢工序用氧需要的变化，且不影响氩气的生产，对空分装置运行工况影响较小，可操作性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制氧
，具体涉及一种外压縮筛板塔空分装置的变负荷操作方法。
技术介绍
如图l所示，外压縮筛板塔空分装置的流程如下原料空气由吸入塔10吸入，再经 空气过滤器20除去灰尘及其它机械杂质。经过滤后的空气在空压机30中压縮，经空气冷 却塔40冷却，冷却水分段进入空气冷却塔40内，下段为循环冷却水，上段为低温冷冻水，空 气自下而上穿过空气冷却塔40，在冷却的同时，以得到降温和清洗。空气经空气冷却塔冷 却40后，进入分子筛吸附器50，吸附掉空气中的水、碳氢化合物、二氧化碳。空气经净化后， 大部分气体进入主换热器60中与返流气体换热到接近空气液化温度约_1721:后进入精馏 塔70的下塔。小部分气体引入增压机增压，经冷却器冷却到后，进入主换热器60与返流气 体换热到约-lOrC时抽出，进入膨胀机膨胀制冷，最后全送入精馏塔70的上塔中部参加精 馏。 继续参见图2，在精馏塔70的下塔中，空气被初步分离成氮和富氧液空，上升氮气 在冷凝蒸发器中被液化，同时液氧被气化。在下塔顶部得到高纯度的氮气并在主冷凝蒸发 器中被冷凝成为流体，一部分纯液氮经液氮回流阀80作为下塔回流液，另一部分纯液氮从 下塔顶部引出，经液氮节流阀90节流后送入上塔顶部和精氩塔冷凝器冷凝侧；同时主冷的 低压侧液氧被蒸发， 一部分作为产品引出，另一部分作为上升蒸汽，参与精馏；在下塔中部 抽出污液氮经过污液氮节流阀110节流后送入上塔作回流液参加精馏；下塔的液空经液空 节流阀IOO节流后部分送入上塔中部作回流液。另一部分送入粗氩冷凝蒸发器作为冷源， 蒸发后的液空蒸汽返入上塔中部；氧气从上塔底部引出，并在主换热器中复热后出冷箱。污 氮气从上塔上部引出，并在过冷器及主换热器中复热后送出分馏塔外，作为分子筛吸附器 的再生气体。氮气从上塔顶部引出，在过冷器及主换热器中复热后出冷箱，作为产品氮气送 出。 外压縮流程的空分装置的生产工艺特点是生产工艺复杂，工况连续以及均衡性 强；而钢铁生产用氧的特征是用氧具有间断性，且用氧量变化幅度大，高峰低谷用氧波动 频繁，二者工况的不一致经常造成氧气大量放散或供不应求的问题，从而造成生产浪费以 及生产成本居高不下。要想解决好供、需氧之间的矛盾，达到节能降耗的目的，除采取抓好 用氧大户的均衡生产，充分发挥氧气储存系统的作用等措施之外，如何有效实现空分设备 的变负荷操作也是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种外压縮筛板塔空分装置的变负荷操作方法，其能够较好 地解决氧气的供、需矛盾，在用氧高峰时，能保质、保量地输送氧气，满足生产用氧量；在用 氧低谷时，能有效地减少无功生产，减少氧气的放散量，达到节能降耗的目的。 为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案一种外压縮筛板塔空分装置的变 负荷操作方法，所述空分装置为上塔、下塔均为筛板塔的外压縮、有氢制氩流程，具体操作 方法如下 调整产品氧出口阀门开度，使氧产量减少0 20%，并按相同比例使氮产量也减 少0 20%，且在空压机不发生喘振的前提下，使进入冷箱的空气量也减少0 20%，同时 调整下塔纯液氮回流阀，保持下塔底部压力不变，调整纯液氮进上塔节流阀的开度，控制液 氮的纯度^ 99. 99%，调整污液氮进上塔节流阀的开度，控制液空的纯度为36% 39% 02， 并保持下塔液空含氧量不变以及下塔液空液位不变； 或者，调整空压机导叶开度，使进塔空气量增加0 20%，并调整下塔纯液氮回流 阀，保持下塔底部压力不变，调整纯液氮进上塔节流阀的开度，控制液氮的纯度^ 99. 99%， 调整污液氮进上塔节流阀的开度，控制液空的纯度为36% 39% 02，并保持下塔液空含氧 量不变以及下塔液空液位不变，调整产品氧出口阀门开度，使氧产量增加0 20%，并调整 氮产品出口阀门开度，按相同比例使氮产量也增加0 20%。 通过良好有效的变负荷操作，在没有对现有空分装置进行任何投入和改造的情况 下，仅利用空分装置设备自身的潜力，使得氧气的放散率由过去的平均17%以上，降至现在 的2. 6 %以下，并使生产运行成本大幅度下降，不仅确保了用户的用氧，还最大限度地降低 了空分设备运行的各项消耗，达到了节能降耗的目的。附图说明 图1为现有空分装置的流程示意图； 图2为现有筛板塔的结构示意图； 图3为变负荷操作对应的操作工艺指标参数值。具体实施例方式空分装置中空压机的负荷主要受加工空气量的影B向，而加工空气量取决于空分设 备系统的操作和调整。因此在用氧低谷时，必须合理调整加工空气量和氧气取出量，以减少 氧放散量，从而达到全面挖潜，减少生产用电的目的。 本专利技术的变负荷减产操作方式如下 (1)、调整产品氧出口阀门开度，使氧产量减少0 20 % ，并按相同比例使氮产量 也减少0 20% ; (2)、且在空压机不发生喘振的前提下，使进入冷箱的空气量也减少0 20% ; (3)、调整下塔纯液氮回流阀，保持下塔底部压力不变； (4)、调整纯液氮进上塔节流阀的开度，控制液氮的纯度^ 99. 99% ; (5)、调整污液氮进上塔节流阀的开度，控制液空的纯度为36% 39% 02，并保持下塔液空含氧量不变以及下塔液空液位不变。 本专利技术的变负荷增产操作方式如下 (1)、调整空压机导叶开度，使进塔空气量增加0 20% ; (2)、调整下塔纯液氮回流阀，保持下塔底部压力不变； (3)、调整纯液氮进上塔节流阀的开度，控制液氮的纯度^ 99. 99% ;4 (4)、调整污液氮进上塔节流阀的开度，控制液空的纯度为36% 39% 02，并保持 下塔液空含氧量不变以及下塔液空液位不变； (5)、调整产品氧出口阀门开度，使氧产量增加0 20%，并调整氮产品出口阀门 开度，按相同比例使氮产量也增加0 20%。 申请人:根据上述方式对现有空分装置进行了变负荷操作，并选择了以下15个主 要工艺参数进行重点控制和调整，这15个主要工艺参数分别为下塔底部压力(Pll)、上 塔底部压力(P12)、下塔阻力(Pdll)、上塔阻力(Pdl2)、辅塔阻力(Pdl3)、下塔液空液位 (LIC1)、冷凝蒸发器液氧液位(LIC2)、污液氮节流阀开度(V2)、液氮节流阀开度(V3)、纯液 氮回流阀开度(V9)、液空纯度(AE1)、液氮纯度(AE3)、氧气纯度(AIAH102)、产品氧气输送 量(FICS102)、产品氮气输送量(FICS103)。 变负荷操作对应的操作工艺指标参数值参见附图3。 变负荷前的操作情况 进精馏塔的原料空气满负荷，氧产量及纯度为设计指标，氮产量及纯度为设计指 标；液氮回流阀的开度为90% ，液氮节流阀的开度为30% ，污液氮节流阀的开度为35% ，液 空节流阀投自动开度为40% 50%，上塔的压力为0. 055MPa，下塔的压力为0. 52MPa。 变负荷后的操作情况 变负荷后的操作由于关小了空压机的导叶，空气由满负荷减少了 20%左右，由 于进下塔加工空气量大幅减少，造成下塔液空冷凝量对应也减少，下塔压力也随之下降，最 低降至0. 48MPa，液空液面波动幅度明显加大，为了克服这种现象，同时为了保证下塔相对 稳定满足精馏工况需求即0. 52MPa，采取将下塔液氮回流阀的开度由90%经过多次调整关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外压缩筛板塔空分装置的变负荷操作方法，其特征在于所述空分装置为上塔、下塔均为筛板塔的外压缩、有氢制氩流程，具体操作方法如下：　　　　调整产品氧出口阀门开度，使氧产量减少０～２０％，并按相同比例使氮产量也减少０～２０％，且在空压机不发生喘振的前提下，使进入冷箱的空气量也减少０～２０％，同时调整下塔纯液氮回流阀，保持下塔底部压力不变，调整纯液氮进上塔节流阀的开度，控制液氮的纯度≥９９．９９％，调整污液氮进上塔节流阀的开度，控制液空的纯度为３６％～３９％Ｏ↓［２］，并保持下塔液空液位不变；　　　　或者，调整空压机导叶开度，使进塔空气量增加０～２０％，并调整下塔纯液氮回流阀，保持下塔底部压力不变，调整纯液氮进上塔节流阀的开度，控制液氮的纯度≥９９．９９％，调整污液氮进上塔节流阀的开度，控制液空的纯度为３６％～３９％Ｏ↓［２］，并保持下塔液空液位不变，调整产品氧出口阀门开度，使氧产量增加０～２０％，并调整氮产品出口阀门开度，按相同比例使氮产量也增加０～２０％。

【技术特征摘要】
一种外压缩筛板塔空分装置的变负荷操作方法，其特征在于所述空分装置为上塔、下塔均为筛板塔的外压缩、有氢制氩流程，具体操作方法如下调整产品氧出口阀门开度，使氧产量减少0～20％，并按相同比例使氮产量也减少0～20％，且在空压机不发生喘振的前提下，使进入冷箱的空气量也减少0～20％，同时调整下塔纯液氮回流阀，保持下塔底部压力不变，调整纯液氮进上塔节流阀的开度，控制液氮的纯度≥99.99％，调整污液氮进上塔节流阀的开度，控制液空的纯度为36％～39％O2，并保持下塔液空液位不变；或者，调整空压机导叶开度，使进塔空气量增加0～20％，并调整下塔纯液氮回流阀，保持下塔底部压力不变，调整纯液氮进上塔节流阀的开度，控制液氮的纯度≥99.99％，调整污液氮进上塔节流阀的开...

【专利技术属性】
技术研发人员：李必华，费维民，李健，
申请(专利权)人：马钢合肥钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]