大中型空分分离设备性能试验方法

大中型空分分离设备性能试验方法
ZB J76 010.2-88
大中型空气分离设备性能试验方法
简介
本标准适用于氧气产量大于或等于1000m3/h，以低温法分离氧氮气体的空气分离设备（以下简称空分设备）的性能试验方法。

本标准不适用于生产液态产品和空气分离设备。

注：
①本标准中氧氮的产量均为标准状态的气体量，即0℃，101.325kPa（绝）状态下的气体量，单位为m3
②本标准中压力均为表压，加上（绝）表示绝压。

1、引用标准
GB 2624 流量浊量节流装置第一部分：节流件为角接取压、法兰取压的标准孔板和角接取压的标准喷嘴
GB 3863 工业用气态氧
GB 3864 工业用气态氮
GB 4980 容积式压缩机噪声功率级的测定——工程法
GB 2888 风机和罗茨鼓风机噪声测量方法
ZB J76 010.1 大中型空气分离设备技术条件
2、试验方法
试验工作分为出厂检验和成套性能试验两个部分。

2.1 出厂检验
在成套空分设备性能试验之前，单元机器和设备必须经过出厂检验合格。

2.1.1 配套的压力容器必须按《压力容器安全监察规程》规定进行检验，并提供相应的质量证明文件。

2.1.2 各单元机器必须按相应部机的产品标准或技术文件在厂内试车合格（如受条件限制必须在现场验收时，应在合同内注明）。

2.1.3 所有外购、外配件如电机、电控设备、阀门、仪表及其他部机等均须有该制造厂合格证明书。

2.1.4 硅胶、分子筛、焊丝经进厂复验合格。

2.2 成套空分设备现场性能试验
2.2.1 成套空分设备性能试验条件
2.2.1.1 性能试验必须在工况稳定后进行。

连续测定时间为48h，每小时测定一次，取平均值。

2.2.1.2 性能试验期内所测数据在下列波动范围内可不进行修正：即压力±5%，温度±5%，压差±2%，转速3%；电压6000或10000V±5%，380V±5%，频率±1%。

2.2.1.3 由于客观条件限制，测试工况偏离本标准规定或偏离设计工况时，测试结果应予换算。

2.2.1.4 测试用的仪器仪表，如因条件限制等无法应用表1所列精度的仪表时，可以使用制造厂提供的工业用仪表，其精度应经计量单位检验合格或由行业归口研究所测试中心认可。

测量仪表及精度要求见表1。

ZB J76 010.2—88
大中型空气分离设备性能试验方法
简介
本标准适用于氧气产量大于或等于1000m3/h，以低温法分离氧氮气体的空气分离设备（以下简称空分设备）的性能试验方法。

本标准不适用于生产液态产品和空气分离设备。

注：
①本标准中氧氮的产量均为标准状态的气体量，即0℃，101.325kPa（绝）状态下的气体量，单位为m3
②本标准中压力均为表压，加上（绝）表示绝压。

1、引用标准
GB 2624 流量浊量节流装置第一部分：节流件为角接取压、法兰取压的标准孔板和角接取压的标准喷嘴
GB 3863 工业用气态氧
GB 3864 工业用气态氮
GB 4980 容积式压缩机噪声功率级的测定——工程法
GB 2888 风机和罗茨鼓风机噪声测量方法
ZB J76 010.1 大中型空气分离设备技术条件
2、试验方法
试验工作分为出厂检验和成套性能试验两个部分。

2.1 出厂检验
在成套空分设备性能试验之前，单元机器和设备必须经过出厂检验合格。

2.1.1 配套的压力容器必须按《压力容器安全监察规程》规定进行检验，并提供相应的质量证明文件。

2.1.2 各单元机器必须按相应部机的产品标准或技术文件在厂内试车合格（如受条件限制必须在现场验收时，应在合同内注明）。

2.1.3 所有外购、外配件如电机、电控设备、阀门、仪表及其他部机等均须有该制造厂合格证明书。

2.1.4 硅胶、分子筛、焊丝经进厂复验合格。

2.2 成套空分设备现场性能试验
2.2.1 成套空分设备性能试验条件
2.2.1.1 性能试验必须在工况稳定后进行。

连续测定时间为48h，每小时测定一次，取平均值。

2.2.1.2 性能试验期内所测数据在下列波动范围内可不进行修正：即压力±5%，温度±5%，压差±2%，转速3%；电压6000或10000V±5%，380V±5%，频率±1%。

2.2.1.3 由于客观条件限制，测试工况偏离本标准规定或偏离设计工况时，测试结果应予换算。

2.2.1.4 测试用的仪器仪表，如因条件限制等无法应用表1所列精度的仪表时，可以使用制造厂提供的工业用仪表，其精度应经计量单位检验合格或由行业归口研究所测试中心认可。

测量仪表及精度要求见表1。

表1
测量参数仪表名称精度
温度测量玻璃温度计±0.5℃、分度值不大于0.5℃
铂电阻温度计Pt100 经检验和补偿(±0.15+0.002│t│)
压力测量压力计 1.5级
U形差压计满度值的±1.5%，最小分度值10～40Pa(1～4mmH2O) 连接管内径不小于6mm
气压计真空处连接管内径不小于10mm
±66.6Pa(±0.5mmHg)
流量差压变送器经±0.5%U形差压计校验
功率测量电流表 0.5级
电压表 0.5级
瓦特表 1级
电流互感器 0.5级
纯度测量氧分析仪最小分度0.05%O2
氮分析仪最小分度1ppmO2
振动、噪声测量测振仪±0.5%
声级仪最小分度1dB（A）
2.2.3 产品氧、氮流量测量
测定流量时基本上应与纯度测量同步进行。

测前应检查所有管接头不得有任何泄漏或堵塞。

2.2.
3.1 流量测量装置的安装使用按GB2624的规定
节流装置的孔板一般采用标准孔板，安装在产品出分馏塔管道上。

2.2.
3.2 干燥产品氧、氮的流量可按公式（1）加以修正：
V = V读 (1)
式中：P设，T设——设计工况下孔板前气体压力，MPa（绝），温度K；
P，T——工作状态下孔板前气体压力，MPa（绝），温度K；
V读——测试时二次仪表的流量读数：m3/h；
V——修正后的气量流量，m3/h。

2.2.4 空气流量的测量
2.2.4.1 进空气分馏塔空气流量以安装在空气冷却塔或分子筛吸附器后的空气管道上孔板处的测量值为准。

2.2.4.2 空气的干燥部分流量按GB2624表G—3序号26公式计算。

2.2.4.3 空气的流量按公式（2）修正。

V = V读×× (2)
式中：ρ，ρ设——空气密度的实际值和设计计算值，kg/m3；
P设，T设——设计工况下的压力，MPa（绝），温度K；
P，T——工作状态下气体在孔板前的压力，MPa（绝），温度K；
，设——相对湿度的实际值和设计计算值，%；
PsP，s设——饱和分压的实际值和设计计算值，MPa（绝）；
V，V读——修正后实际气量和仪表读数，m3/h。

2.2.5 产品氧纯度测量
2.2.5.1 分析氧气纯度的取样点在出冷箱的氧气总管处。

2.2.5.2 氧气纯度分析按GB3863进行，或采用经标准气校验过的分析仪表测量。

2.2.6 产品氮纯度测量
2.2.6.1 分析氮纯度的取样点在出分馏塔排气管处。

2.2.6.2 氮气纯度的分析按GB3864进行，或采用经标准气校验过的分析仪表测量。

2.2.7 压缩功耗的测量
功率消耗根据电动机输入功率和电机效率进行计算。

2.2.7.1 电动机输入功率按公式（3）计算：
N =√ 3 AVcos /1000 (3)
式中：N——输入电动机端子的功率，kW；
A——输入电流，A；
V——输入电压，V；
cos ——功率因数。

2.2.7.2 压缩功耗
N空压机= N•ηe (4)
式中：N空压机——空压机功率，kW；
ηe——电机效率，%（由电动机生产厂提供）。

2.2.8 单位制氧电耗
单位制氧电耗，按公式（5）计算。

N0 = ∑N
∑Vo2 (5)
式中：N0——单位电耗，kW•h/m3；
∑N——成套设备总功率，kW；
∑Vo2——每小时生产的气氧产品总和，m3/h。

2.2.8.1 成套设备总电耗：一般按公式（6）计算。

∑N = N空压机 + N辅机 - N膨胀机 (6)
2.2.8.2 N辅机一般不包括氧、氮产品的压缩功耗和水蒸汽及照明用能耗，具体计算因流程不同而异。

分子筛再生能耗可按计算平均值或测定平均值。

a. 切换式换热器流程
N辅机 = N压缩机主油泵 + N压缩机润滑系统抽风机 + N膨胀机油泵 + N空冷塔水泵
+ N水冷塔水泵 + N液氧泵 + N水冷塔抽风机 (7)
b. 分子筛流程
N辅机 = N压缩机主油泵 + N压缩机润滑系统抽风机 + N膨胀机油泵 + N空冷塔水泵
+ N水冷塔水泵 + N冷冻机 + N水冷塔抽风机 + N分子筛再生 (8)
2.2.8.3 氧气量包括液体氧在内
∑Vo2 = V1 + V2 (9)
式中：V1——气氧产量，m3/h；
V2——液氧产量换算至标准状态的气氧量，m3/h。

如液氧并入管网时，则V2不另外计算。

2.2.9 噪声测定
2.2.9.1 容积式压缩机噪声测定方法按GB4980的规定。

2.2.9.2 透平压缩机噪声测定方法按GB2888的规定。

2.2.9.3 放空消声器的噪声测定方法可参照GB2888的规定进行。

2.2.9.4 测量的噪声包括辅机噪声。

2.2.10 振动测定
容积式压缩机振幅测量和透平压缩机振动速度的测量，按相应产品标准进行。

振动速度与振幅（全振幅）亦可按公式（10）进行换算。

v = Sω
2 × 103•√2 (10)
式中：v——振动速度，mm/s；
S——全振幅（位移），
ω——角速度，rad/s。

2.2.11 仪表投表率计算
2.2.11.1 仪表投表率按公式（11）计算：
仪表投表率 = 在运转的仪表只数
仪表总数× 100% (11)
2.2.11.2仪表总数以控制室表盘上及就地的仪表数加上分析室分析用仪表数的总和，但不包括因用户原因而无法投运的仪表。

3、仲裁
上述测试和检验过程中，对测试方法和评定有争议时，由行业归口研究所测试中心进行仲裁。