通过优化空分后备氮气系统提高生产能力的研究.docx

通过优化空分后备氮气系统提高生产能力的研究贺广孝宋昶锋摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，综合国力显著提升，空分氮气系统主要为全厂提供各等级压力氮气，在保证生产运行、安全停车方面有着不可替代的作用。文章主要针对优化空分后备氮气系统来提高生产能力进行研究。将常规泡沫玻璃保冷材料更换为改性深冷型聚氨酯材料，并对原有旧保温材料进行修复，以减少液氮的低温跑冷损失，减少汽化率防止气蚀。关键词：空分氮气系统;优化;生产能力;压缩机0引言空分装置是一个大型综合性系统，生产过程涉及环节众多，每个环节都对整个工艺流程有着非常重要的影响。因此，必须加强对空分装置安全生产设计，严格遵守国家法律法规的相关规定，落实各项安全措施。此外，还要加强对空分装置的安全控制措施建设，保证各项检查、监测设备完善，使各项操作能够在控制室集中控制、管理，防患于未然，及时发现并尽早解决问题，提高空分装置的操作安全性和可靠性。1空分纯化系统空分纯化系统常采用两台交替使用的分子筛吸附器，每台吸附器按照吸附--卸压--加热--冷吹--升压--吸附的流程工作，以实现纯化系统的无间断运行。具体运行流程如下：①分子筛吸附器1处于吸附状态，分子筛吸附器2处于吸附饱和状态并准备进行再生。首先通过阀切换对分子筛吸附器2进行卸压以提升吸附剂再生效果;卸压后开始加热再生，用于加热再生的污氮气通过相变蓄热器进行预热，预热后进入电加热器1或2再次升温，达到设定温度后进入分子筛吸附器2内对吸附剂进行加热再生;分子筛吸附器2再生完成后，通过阀切换开始进行冷吹，来自精馏塔的污氮气直接通入分子筛吸附器2降低吸附剂温度，冷吹过程排出的污氮气经流量计、相变蓄热器后放空，相变蓄热器吸收冷吹污氮气热量，完成蓄热过程;冷吹结束后，通过阀切换使分子筛吸附器2升压，开始进行吸附;②分子筛吸附器2处于吸附状态，分子筛吸附器1处于吸附饱和状态并准备进行再生。首先通过阀切换分子筛吸附器1进行卸压以提升吸附剂再生效果;卸压后开始加热再生，用于加热再生的污氮通过相变蓄热器进行预热，预热后进入电加热器1或2再次升温，达到设定温度后进入分子筛吸附器1内对吸附剂进行加热再生;分子筛吸附器1再生完成后，通过阀切换开始进行冷吹，来自精馏塔的污氮气直接通入分子筛吸附器1降低吸附剂温度，冷吹过程排出的污氮气经流量计、相变蓄热器后放空，相变蓄热器吸收冷吹污氮气热量，完成蓄热过程;冷吹结束后，通过阀切换使分子筛吸附器1升压，开始进行吸附。2通过优化空分后备氮气系统提高生产能力的研究2.1贮槽进液及泵入口共用管线的分离改造液氮贮槽原设计仅有一个总管（DN100），出来后共分六路，一路去0.45MPa事故氮泵（DN100），一路去6.5MPa事故氮泵（DN65），一路去8.1MPa事故氮泵（DN40）。剩下三路，一路去自流充车管线（DN40），一路去充车泵（DN65），一路去16.5MPa充瓶泵（DN25）。由于多台泵公用一个总管，贮槽的进液管道也通过此管道进入贮槽，当槽车向贮槽的充装末期，容易产生气液夹带，气体进入泵入口就容易导致泵气蚀，而中断供液。根据现场流程，由于贮槽属于特种设备无法再单独引出进液管，因此将贮槽内增压管道作为临时充装管道，使得贮槽进液与泵的入口管道进行隔离，避免了充装贮槽时产生的汽液夹带导致的气蚀发生。2.2安全性氮气系统是公司出现故障时重要保障安全系统，氮气主要用于高炉炉顶密封、冷轧产线故障时紧急置换。钢铁厂常备一定数量液氮，在紧急情况下汽化成氮气使用。氮气增产技术的开发应用提高了氮气系统的安全应急保供能力。当一台空分机组故障时，可通过另一台空分机组与两台外置氮压机相配合，氮气产量增加4万m3/h，减少液体消耗量，大幅度延长了氮气系统保供时间，更重要的是为紧急故障处理争取了时间，提高了公司生产的安全性。2.3液氮节流阀调节控制方法因20000m3/h空分设备采用液氧内压缩工艺流程，浴式主冷中液氧连续不间断抽取，主冷在液位小于正常运行值3000mm、大于低报警值2500mm运行时，浴式主冷中碳氢化合物、氮氧化合物积聚量低，浴式主冷运行安全。在20000m3/h空分设备热开车对氮气纯度进行调节，主冷液位升至小于正常运行值3000mm、大于低报警值2500mm，保持液空节流阀全开状态时，液氮节流阀根据下塔顶部产品液氮与上塔顶部产品氮气中氧含量差值变化，逐步降低液氮节流阀的阀门开度，增大下塔回流比，降低上塔頂部上升蒸气氧含量，使下塔顶部产品液氮纯度达到3×10-6O2、上塔顶部产品氮气中氧含量小于2.8×10-6O2，20000m3/h空分设备热开车氮气调纯时间不大于4h20min，氮气调纯时间较短。2.4节能性实施氮气增产技术后，根据公司需求将空分机组负荷控制在82%，氧气产量123000m3/h，氮气产量127100m