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《特大型空分裝置的國產(chǎn)情況》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、1前言???隨著氣體工業(yè)的迅速發(fā)展，各行各業(yè)對氧、氮、氬產(chǎn)品的需求量急增，純度要求越來越高。逐步形成了現(xiàn)代空分設(shè)備制造技術(shù)的特點：巨型化、規(guī)整填料塔、全精餾無氫制氬、氧氬產(chǎn)品高提取率、高純度、氣液并產(chǎn)、高自動化、多種工況、可靠性高、低能耗、運行周期長等；對氧氮產(chǎn)品壓力要求特別高的石化行業(yè)和液體產(chǎn)品量要求特別多的用戶，還有選擇內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的要求。????為了盡快提高我國特大型空分設(shè)備的設(shè)計制造技術(shù)水平，提高市場競爭力，自20世紀90年代初，杭州制氧機集團有限公司進行了“30000m3／h等級空分裝置設(shè)備研制”攻關(guān)。主攻的技術(shù)問題有兩方面：一是設(shè)計技術(shù)，二是制造技術(shù)。通過對設(shè)計和制造關(guān)鍵
2、技術(shù)的課題攻關(guān)和大量的試驗研究，解決了一個又一個技術(shù)難題，使杭氧較快地掌握了特大型空分設(shè)備的核心技術(shù)，并逐步推向市場。寶鋼30000m3／h(氧)空分設(shè)備的順利投產(chǎn)，標志著我國空分設(shè)備的設(shè)計制造技術(shù)上了一個新的臺階!2特大型空分設(shè)備新技術(shù)、新產(chǎn)品研制2．1特大型空分設(shè)備的成套設(shè)計與計算技術(shù)???杭氧在“八五”與“九五”期間，一直承擔著國家重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化攻關(guān)項目“三萬空分國產(chǎn)化流程設(shè)計與計算”子課題的研究與開發(fā)工作。主要工作項目有：???(1)應用美國Aspen熱力計算軟件，對空分流程進行集成計算，同時自行開發(fā)內(nèi)壓縮流程熱力計算軟件。???(2)采用林德精餾計算軟件，同時針對目前采用規(guī)整
3、填料塔及全精餾制氬流程的特點，自行開發(fā)適用于該流程的精餾計算模塊，它可以實現(xiàn)主塔與氬塔的集成計算。同時自行開發(fā)精餾塔水力學計算程序。???(3)用美國S—W公司板翅式換熱器性能及結(jié)構(gòu)計算程序，對換熱器進行熱力計算，同時自行開發(fā)了多個專用程序。???(4)采用美國NREC軟件，對離心壓縮機、透平膨脹機的葉輪進行設(shè)計。該軟件可自動生成加工指令。???(5)采用PDMS三維管道設(shè)計軟件對冷箱內(nèi)低溫管道進行設(shè)計。???(6)在強度計算方面，杭氧采用MSC／NASTRAN應力分析、計算軟件進行空分設(shè)備強度計算。2．2新型空氣預冷系統(tǒng)的開發(fā)???通過技術(shù)合作的形式引進了國外公司專門用于空冷系統(tǒng)性能計算
4、及散堆填料型空冷塔和水冷塔結(jié)構(gòu)計算的軟件，使新型空冷系統(tǒng)的開發(fā)有了先進可靠的設(shè)計軟件。同時在空冷塔及水冷塔的結(jié)構(gòu)形式上，杭氧開發(fā)了散堆填料塔和大孔徑降液管式篩板塔。采用的散堆填料，具有傳熱效率高、阻力小、操作彈性范圍大等優(yōu)點。在散堆填料的選擇上，考慮到不同塔段工作狀態(tài)的不同，而采用不同結(jié)構(gòu)形式和不同材質(zhì)的填料，并且對填料表面進行特殊處理，使其表面的濕潤性更好，以增強傳熱效果。???在流程組織上，對氮氣產(chǎn)量要求較少的空分設(shè)備，其空冷系統(tǒng)的外界循環(huán)水先經(jīng)水冷塔冷卻再經(jīng)冷凍機冷卻后進人空冷塔上段，充分利用了污氮氣的吸濕性，使冷凍機制冷量大大下降。當?shù)獨猱a(chǎn)量小于、等于氧氣產(chǎn)量時，可以取消冷水機組，
5、使整個系統(tǒng)運行更可靠、能耗更低。我們?yōu)闈?0000m3／h、寶鋼30000m3／h、烏石化28000m3／h等空分項目設(shè)計了十幾套大型空冷系統(tǒng)，都采用了大型散堆填料塔，取消了冷水機組。經(jīng)實際運行測試，完全達到了設(shè)計指標。杭氧與林德公司合作生產(chǎn)的為寶鋼60000m3／h空分配套的空冷塔和水冷塔塔徑達到φ4500mm和φ4200mm，是目前國產(chǎn)最大的空冷塔，運行情況良好。2．3特大型分子篩吸附器的研制???分子篩吸附器是空分設(shè)備的重要配套設(shè)備之一，普遍采用的有臥式和立式徑向流兩種結(jié)構(gòu)形式。???大型臥式吸附器由于受運輸?shù)南拗?，一般外徑?200mm，主要需解決吸附層截面的氣流分布均勻度。通過
6、現(xiàn)場測試和調(diào)整吸附層截面的氣流分布均勻度情況,使設(shè)計制造的吸附器在現(xiàn)場不再測試，安裝完畢就可直接投入使用。杭氧與林德公司合作生產(chǎn)的寶鋼60000m3／h空分設(shè)備配套的分子篩吸附器，外形尺寸：直徑似200mm，長25000mm，已穩(wěn)定運行五年以上。2．4高效精餾塔的研制???在寶鋼“三萬”空分設(shè)備的下塔，成功地采用了四溢流篩板。常規(guī)使用的單溢流和雙溢流篩板塔板由于弓形區(qū)是液體的滯流區(qū)，存在液體返混現(xiàn)象；塔板上存在液面落差。這些問題隨著精餾塔直徑的加大而變得更加嚴重。而四溢流塔板可有效地減少液體流程、液面落差和溢流強度，因此改善了氣液接觸，提高了塔板效率和液體處理能力，減小了壓力降。這種結(jié)構(gòu)形
7、式完全可以用于“五萬”和“六萬”等級的空分設(shè)備中。這種形式的塔板具有投資成本較低的優(yōu)點。目前，正在設(shè)計采用規(guī)整填料的下塔，以進一步減小塔徑和下塔阻力，使空分設(shè)備操作負荷在50％~105％可變，同時也可使空壓機背壓進一步降低10～15kPa。2．5新型主冷凝蒸發(fā)器的研制???主冷凝蒸發(fā)器是空分設(shè)備分餾塔中的關(guān)鍵部機，它的傳熱性能好壞將直接影響到空分設(shè)備的總體性能與能耗,從1986年開始即與西安交通大學合作開發(fā)新型主冷，其中
