论文部分内容阅读
[摘 要]简介空分系统运行中出现的进塔气量不足的问题及其原因。介绍了对空分系统进塔气量不足进行的改造，效果明显。
[关键词] 空分系统；进塔气量；不足；改造
中图分类号：TH45 文献标识码：TH 文章编号：1009―914X（2013）22―0374―02
1.前言
中金岭南丹霞冶炼厂KDON—4500/1500型空分系统从2009年5月份开始建成并顺利投产。由于我厂是新厂，包括氧压浸出和全自动拨锌在内的多项技术都是刚从国外最新引进的技术，全厂都需要一个学习和掌握的过程，而在这段时间内全厂都属于在低负荷生产阶段，这个时候氧压浸出和净化车间对我们的氧气需求相对是比较少的，所以我们的整个空分系统包括运行和供气都非常正常，随着全厂对各项新技术慢慢熟悉并掌握，厂里对我们的空分系统的供氧量需求更大了，冬季的时候我们基本也能满足，春秋季节勉强能满足，但是到了夏季，空压机的排气量受高温及大湿度的影响明显降低，严重影响了空分系统的进塔气量，给我们的制氧能力带来很大的挑战，为了不影响全厂的生产步调，我们大量的购买液氧通过液氧汽化来满足用户的氧气需求，虽然暂时解决了全厂的生产问题，但是高负荷长时间的液氧汽化给我们的汽化器和液氧泵的运行和维护带来了巨大压力，同时购买液氧也给厂里带来了很大的经济压力，为了从根本上解决问题，增加空分系统的进塔气量，保证氧气的充足供给，对空分系统进行改造。
2.并管改造
想要从根本上解决进气量问题，我们就得从空压机系统着手，它是整个空分系统的源头，它的进气能力直接决定了整个空分系统的制氧能力。我们的空压机选用的是英格索兰的C3000-C140M×3型空压机，在高温湿热的夏季，满负荷运转也只能提供20000～21000 Nm3/h的进塔气量，氧产量还不到4000 Nm3/h，远达不到要求，如果我们更换一台流量更大的空压机确实能解決这个问题，不过更换空压机是一个非常复杂的过程，从选型到订购到运输到安装调试到运行需要非常长的时间，这么长时间的停车是我们厂的生产情况所不允许的，同时更换空压机也是一笔巨大的开支，这套方案从生产和经济方面考虑都不可行。这时候制氧厂房内的三台的空压机给了我们灵感，这三台空压机也是我们厂与C3000-C140M×3型空压机一起购进的，型号都是C70039M×3，并不为我们的空分系统所用，只是考虑到维护及操作等综合方面的因素放在了制氧站。结合我们三台小空压机是并联使用并且产气量富余的实际情况，我们想到从三台空压机的送气总管分出一部分气体并联进C3000-C140M×3型空压机出口管路上，通过我们的机组操作及实际运行经验证明用这个方法来实现补充进塔空气量从而达到提高氧产量是既经济又行之有效的技改方案。
该方案的具体改造过程如下所述，在三台C70039M*3空压机出口总管与C3000-C140M*3空压机去预冷系统相对靠近的位置实现并管，V2001与V2002安装在两个接口点方便以后的改造管路及阀门的检修和维护，PCV1001气动蝶阀根据当前系统所需加工空气量和C3000-C140M*3空压机能提供的加工空气量的差值随时进行补充空气量的调整，C70039M*3空压机供气压力是800kpa，而C3000-C140M*3空压机的设定值是480kpa，所以需要加装一个V200减压阀，FI501可以作为一个补充气流量的实时监控，V201 止回阀可以有效防止两条管路之间的意外窜气。
3.改造效果
2012年5月对空压机系统进行并管改造成并成功试车，通过几个月的运行考核，证明改造效果非常不错，以下表格为并管改造后的运行参数对比，其中表一和表二为改造前的运行参数，表三和表四为改造后的运行参数。
通过4个表格的对比可以清晰的看到我们的改造目的顺利实现了，产品氧气量和纯度都完全的满足了厂里对我们空分系统提出的要求，改造前进塔空气流量在夏季的时候只有20000～21000 Nm3/h左右，改造后我们的补充空气量可以轻松的达到3000 Nm3/h以上，进塔空气流量也可以轻松突破24000 Nm3/h，即使产氧量到4200～4300我们的氧气纯度依然可以达到85%以上。进塔气量的提升也使我们的系统压力有了明显的增加，这样就算到了纯化系统的升压阶段，我们也能保证系统压力，大大减少了我们进行工况调整的难度。此外，该套方案操作简单灵活，补充气量的大小完全可以根据具体工况而调整大小，维护起来也非常方便。
4.结束语
通过这次改造，我们的收益是多方面的：
（1）解决了因进塔空气量不足造成空分系统制氧能力下降的问题，保质保量为全厂各车间顺利供氧。
（2）将三台C70039M*3型空压机气量过剩放空的气体变废为宝，达到了节能减排的效果。
（3）改造后液氧泵和汽化器不需要长期高负荷运行，给我们的设备维护工作减轻了负担，同时在液氧泵的电耗和零备件更换上又节省了一笔不小的开支。
（4）改造前我们通过液氧汽化的方式去弥补自身制氧能力的不足，长期的液氧汽化又需要大量的购买液氧，这是一笔非常大的开支，改造后我们又可以把这笔开支给节省了。
综上所述，我觉得这次改造是非常成功的。
参考文献
[1] 汤学忠，顾福民.新编制氧工问答[M] .北京：冶金工业出版社，2003.
[2] 王怀军，李志辉.C450M*3型空压机系统改进[J] .压缩机技术，2007（6），32-34 .
[3] 张祉佑，石秉三主编.低温技术原理与装置[M] .北京：机械工业出版社，1987.
[4] 曾丹苓，敖越，张新铭.工程热力学[M] .3版.北京：高等教育出版2002.
[5] 高原编，气体分离用透平机械[M] .北京：石头工业出版社，1991.
[6] 朱立明，柯葵.流体力学[M].同济大学出版社，2009.
[7] 李永康，陈允恺主编 .机械工程手册[M].北京：机械工业出版社，1982.
[8] VINSON D R.Air separation control technology[J] .Computers and Chenmical Eengineering，2006（30）：1436-1446
[9] 季思伟，张淑敏，李丽丽.空压机系统挖潜改造[J] .深冷技术2006（2），49-51.
[10] 李化冶编.制氧技术[M] .北京：冶金工业出版社，2009.
作者简介
吴建军，男，1986年生，本科，助理工程师，2008年毕业于东北大学热能与动力工程专业，现在中金岭南丹霞冶炼厂从事制氧技术管理工作。
[关键词] 空分系统；进塔气量；不足；改造
中图分类号：TH45 文献标识码：TH 文章编号：1009―914X（2013）22―0374―02
1.前言
中金岭南丹霞冶炼厂KDON—4500/1500型空分系统从2009年5月份开始建成并顺利投产。由于我厂是新厂，包括氧压浸出和全自动拨锌在内的多项技术都是刚从国外最新引进的技术，全厂都需要一个学习和掌握的过程，而在这段时间内全厂都属于在低负荷生产阶段，这个时候氧压浸出和净化车间对我们的氧气需求相对是比较少的，所以我们的整个空分系统包括运行和供气都非常正常，随着全厂对各项新技术慢慢熟悉并掌握，厂里对我们的空分系统的供氧量需求更大了，冬季的时候我们基本也能满足，春秋季节勉强能满足，但是到了夏季，空压机的排气量受高温及大湿度的影响明显降低，严重影响了空分系统的进塔气量，给我们的制氧能力带来很大的挑战，为了不影响全厂的生产步调，我们大量的购买液氧通过液氧汽化来满足用户的氧气需求，虽然暂时解决了全厂的生产问题，但是高负荷长时间的液氧汽化给我们的汽化器和液氧泵的运行和维护带来了巨大压力，同时购买液氧也给厂里带来了很大的经济压力，为了从根本上解决问题，增加空分系统的进塔气量，保证氧气的充足供给，对空分系统进行改造。
2.并管改造
想要从根本上解决进气量问题，我们就得从空压机系统着手，它是整个空分系统的源头，它的进气能力直接决定了整个空分系统的制氧能力。我们的空压机选用的是英格索兰的C3000-C140M×3型空压机，在高温湿热的夏季，满负荷运转也只能提供20000～21000 Nm3/h的进塔气量，氧产量还不到4000 Nm3/h，远达不到要求，如果我们更换一台流量更大的空压机确实能解決这个问题，不过更换空压机是一个非常复杂的过程，从选型到订购到运输到安装调试到运行需要非常长的时间，这么长时间的停车是我们厂的生产情况所不允许的，同时更换空压机也是一笔巨大的开支，这套方案从生产和经济方面考虑都不可行。这时候制氧厂房内的三台的空压机给了我们灵感，这三台空压机也是我们厂与C3000-C140M×3型空压机一起购进的，型号都是C70039M×3，并不为我们的空分系统所用，只是考虑到维护及操作等综合方面的因素放在了制氧站。结合我们三台小空压机是并联使用并且产气量富余的实际情况，我们想到从三台空压机的送气总管分出一部分气体并联进C3000-C140M×3型空压机出口管路上，通过我们的机组操作及实际运行经验证明用这个方法来实现补充进塔空气量从而达到提高氧产量是既经济又行之有效的技改方案。
该方案的具体改造过程如下所述，在三台C70039M*3空压机出口总管与C3000-C140M*3空压机去预冷系统相对靠近的位置实现并管，V2001与V2002安装在两个接口点方便以后的改造管路及阀门的检修和维护，PCV1001气动蝶阀根据当前系统所需加工空气量和C3000-C140M*3空压机能提供的加工空气量的差值随时进行补充空气量的调整，C70039M*3空压机供气压力是800kpa，而C3000-C140M*3空压机的设定值是480kpa，所以需要加装一个V200减压阀，FI501可以作为一个补充气流量的实时监控，V201 止回阀可以有效防止两条管路之间的意外窜气。
3.改造效果
2012年5月对空压机系统进行并管改造成并成功试车，通过几个月的运行考核，证明改造效果非常不错，以下表格为并管改造后的运行参数对比，其中表一和表二为改造前的运行参数，表三和表四为改造后的运行参数。
通过4个表格的对比可以清晰的看到我们的改造目的顺利实现了，产品氧气量和纯度都完全的满足了厂里对我们空分系统提出的要求，改造前进塔空气流量在夏季的时候只有20000～21000 Nm3/h左右，改造后我们的补充空气量可以轻松的达到3000 Nm3/h以上，进塔空气流量也可以轻松突破24000 Nm3/h，即使产氧量到4200～4300我们的氧气纯度依然可以达到85%以上。进塔气量的提升也使我们的系统压力有了明显的增加，这样就算到了纯化系统的升压阶段，我们也能保证系统压力，大大减少了我们进行工况调整的难度。此外，该套方案操作简单灵活，补充气量的大小完全可以根据具体工况而调整大小，维护起来也非常方便。
4.结束语
通过这次改造，我们的收益是多方面的：
（1）解决了因进塔空气量不足造成空分系统制氧能力下降的问题，保质保量为全厂各车间顺利供氧。
（2）将三台C70039M*3型空压机气量过剩放空的气体变废为宝，达到了节能减排的效果。
（3）改造后液氧泵和汽化器不需要长期高负荷运行，给我们的设备维护工作减轻了负担，同时在液氧泵的电耗和零备件更换上又节省了一笔不小的开支。
（4）改造前我们通过液氧汽化的方式去弥补自身制氧能力的不足，长期的液氧汽化又需要大量的购买液氧，这是一笔非常大的开支，改造后我们又可以把这笔开支给节省了。
综上所述，我觉得这次改造是非常成功的。
参考文献
[1] 汤学忠，顾福民.新编制氧工问答[M] .北京：冶金工业出版社，2003.
[2] 王怀军，李志辉.C450M*3型空压机系统改进[J] .压缩机技术，2007（6），32-34 .
[3] 张祉佑，石秉三主编.低温技术原理与装置[M] .北京：机械工业出版社，1987.
[4] 曾丹苓，敖越，张新铭.工程热力学[M] .3版.北京：高等教育出版2002.
[5] 高原编，气体分离用透平机械[M] .北京：石头工业出版社，1991.
[6] 朱立明，柯葵.流体力学[M].同济大学出版社，2009.
[7] 李永康，陈允恺主编 .机械工程手册[M].北京：机械工业出版社，1982.
[8] VINSON D R.Air separation control technology[J] .Computers and Chenmical Eengineering，2006（30）：1436-1446
[9] 季思伟，张淑敏，李丽丽.空压机系统挖潜改造[J] .深冷技术2006（2），49-51.
[10] 李化冶编.制氧技术[M] .北京：冶金工业出版社，2009.
作者简介
吴建军，男，1986年生，本科，助理工程师，2008年毕业于东北大学热能与动力工程专业，现在中金岭南丹霞冶炼厂从事制氧技术管理工作。