6万等级空分装置主要设备选型采购建议书

6万等级空分装置主要设备选型建议书一、空分系统简介1.1系统描述本制氧设备是一套采用下塔、上塔，液氧、液氮双泵内压缩和前段预净化流程的制氧装置。

即采用常温分子筛预净化，空气增压透平膨胀机提供装置所需冷量，空气增压膨胀，双塔精馏，液氧、液氮双泵内压缩流程。

整套空分装置采用DCS系统控制。

流程和工艺遵循最先进和最通用的国际惯例，并贯彻以稳定运行为前提的设计模式。

本装置分两期建设，每期三套空分装置，其中二套供碎煤加压气化用，一套供水煤浆气化用，空分规模为每套6.8Nm3/h.(氧气)1.2装置规模注：1）所有产量单位为Nm3/h，为 0℃和 0.1013MPa(A)条件下测的体积流量，称为标态流量。

2）产品压力在空分界区出口处测量。

1.3 后备系统规模：1）1500M3液氧低温贮槽及配套事故液氧泵及汽化设备。

2）1500M3液氮低温贮槽及配套事故液氮泵及汽化设备。

3）500 M3液氩低温贮槽及配套充车泵。

4）液氮后备系统要保证在全厂停电、停蒸汽情况下保安用氮气3000m3/h。

二、空分装置技术要求1、工艺技术说明本制氧设备是一套采用下塔、上塔，液氧、液氮双泵内压缩和前段预净化流程的制氧装置。

即采用常温分子筛预净化，空气增压透平膨胀机提供装置所需冷量，空气增压膨胀，双塔精馏，液氧、液氮双泵内压缩流程。

整套空分装置采用DCS系统控制。

流程和工艺遵循最先进和最通用的国际惯例，并贯彻以稳定运行为前提的设计模式。

2、工艺流程说明2.1 流路简述本套空分设备采用分子筛吸附预净化、增压透平膨胀机及液氧、液氮双泵内压缩工艺。

整套设备包括：空气过滤系统、空气压缩系统、空气预冷系统、分子筛纯化系统、分馏塔系统、液体贮存及汽化系统、仪控系统、电控系统等。

2.1.1 空气过滤和压缩空气首先进入自洁式空气吸入过滤器，在空气吸入过滤器中除去灰尘和其它颗粒杂质，然后进入主空压机，经过多级压缩、级间冷却器冷却后进入空冷塔。

2.1.2 空气的冷却和纯化空气在进入分子筛吸附器前在空冷塔中冷却，以尽可能降低空气温度减少空气中水含量从而降低分子筛吸附器的工作负荷，并对空气进行洗涤。

进入空冷塔的冷却水来自循环水；进入空冷塔的冷冻水，首先在水冷塔中利用干燥的出分馏塔污氮气进行冷却，然后进一步由冷水机组冷却后进入空冷塔上部，在空冷塔上部把空气冷却后从中部抽出送入水冷塔中。

分子筛纯化系统设置两台分子筛吸附器，分子筛吸附器吸附空气中的水份、二氧化碳和一些碳氢化合物，两台分子筛吸附器一台工作，另一台再生。

分子筛的再生由蒸汽加热器加热。

2.1.3 空气的精馏出吸附器的空气分为两部分：一部分直接进入低压主换热器冷却后进入下塔；另一部分通过空气增压机进一步压缩，从增压机一段抽出一股仪表和工厂空气；从增压机二段抽出一股空气进膨胀机的增压端，经膨胀机增压端的压缩及后冷却器的冷却，再进入主换热器被冷却，经膨胀机膨胀后进入下塔，从增压机末级出来的高压空气，送入冷箱经高压主换热器冷却后节流进入下塔进下塔。

下塔中的上升气体通过与回流液体在塔板或填料上接触，进行热质交换，含氮量增加。

所需的回流液氮来自下塔顶部的冷凝蒸发器，在这里氧得到蒸发，而氮得到冷凝。

2.1.3.1下塔从上到下产生以下产品：·纯氮气、液氮·污液氮·贫液空·富氧液空下塔各产品去向如下：①富氧液空：·一部分经过冷器过冷后节流进入上塔，作为其回流液。

·一部分进入精氩塔蒸发器过冷后送入粗氩塔冷凝器做冷源，被汽化后送入上塔。

②贫液空：·大部分过冷节流后进入上塔，作为其回流液。

·一部分进入精氩塔冷凝器被汽化后送入上塔。

③纯液氮：·一部分纯液氮在过冷器中过冷后送入上塔顶部作回流液。

·一部分纯液氮经高压液氮泵加压到用户所需压力后，在高压主换热器内被复热到常温，送往用户。

·一部分纯液氮作为产品送出。

④纯氮气：·从下塔顶部抽出经主换热器复热后作为产品送出。

⑤污液氮：·在过冷器中过冷后送入上塔作回流液。

2.1.3.2在上塔从上到下产生以下产品：·顶部产生低压氮气·上部产生污氮气·中部抽取氩馏份·底部产生液氧上塔各产品去向如下：①低压氮气·低压氮气从上塔顶部抽出后经过冷器和主换热器复热至设计温度出冷箱：一股低压氮气作为产品气送往用户；多余的低压氮气送到水冷塔对水进行冷却。

②污氮气·从上塔上部抽出后经过冷器和主换热器复热至设计温度出冷箱：一股污氮用于分子筛吸附器的再生, 另一股送到水冷塔对水进行冷却，还有一小部分进入冷箱，对冷箱充气。

③氩馏份·氩馏份从上塔中部抽出，经粗氩塔精馏在顶部产生工艺氩。

④液氧·从上塔底部抽出，在液氧泵中被压缩至所需压力，然后送到高压换热器中通过与高压空气进行热交换而得到高压氧气。

·一部分液氧抽出后作为液体产品送出。

3空分装置技术要求：3.1技术选择的原则空分装置的工艺技术、全套设备和设计参数必须是可靠先进的，应具有丰富的设计、制造、成套和生产运行的经验。

整套装置必须是运行可靠、技术成熟、流程先进、操作方便、能耗低、安全性好、控制容易、连续运转周期不少于二年的产品。

本装置的使用寿命至少为20年。

3.2装置设计基本要求3.2.1本装置宜采用全低压分子筛吸附净化、透平空气增压膨胀机制冷、产品液氧内压缩、空气增压循环的工艺流程方案。

要求运行可靠、流程先进、操作方便、部机配置经济合理、安全低耗。

3.2.2原料空气过滤器为在线自洁式，当过滤部件需要更换时必须在不停车条件下进行。

处理气量按≥2.0倍气量设计。

3.2.3空气预冷系统的空冷塔应采取可靠的防液泛和防止雾状游离水带入分子筛吸附系统的措施，空冷塔系统液位计应有防冻措施。

3.2.4分子筛吸附系统应布置紧凑，吸附剂和切换阀门使用寿命长，切换阀门及其附件为进口或合资设备，系统切换损失小，有防止分子筛吹翻措施和可能吹翻的预防措施。

3.2.4.1吸附剂国内采购。

3.2.4.2分子筛吸附器、蒸汽再生加热器、特殊再生加热器（如果有）和放空消声器国内采购。

3.2.4.3高压/高压差控制阀、低温控制阀、氧气调节阀、分子筛自动切换阀、控制系统、在线分析仪采用进口产品。

3.2.5冷箱内换热器应具有安全可靠、换热效率高、使用寿命长等特点。

3.2.6装置应具备变工况运行和变负荷能力，可以在要求的生产能力的负荷下经济地运行，而无需增加任何设施。

空分装置开车时，考虑液氧或液氮倒灌管道，以缩短开车时间。

3.2.7采用分散型控制系统（DCS）和机组控制系统（ITCC）对装置生产实施过程检测、数据处理、过程控制、能量平衡核算、计量管理、用电设备状态显示等，以提高全厂自动化水平、减轻劳动强度，降低生产成本。

3.3工艺设备技术要求3.3.1生产能力和性能保证见《产品能力及消耗》。

3.3.2空分装置加温解冻气源为装置自身出分子筛吸附器后的干燥、净化空气。

3.3.3负荷调节范围和操作弹性1)负荷调节范围：空分装置的负荷调节应在空压机流量变化范围内实现氧气产量从设计工况的60～105%范围连续变化（单套）。

2)操作弹性要求：要求分馏塔系统具有比负荷变化范围更宽的适应能力。

3)空压机负荷调节可通过调节汽轮机转速或空压机入口导叶的角度实现，以满足买方对空分变负荷操作时平稳运行的要求。

3.3.4要求主空压机和空气增压机配一套抽凝驱动汽轮机。

3.3.4.1汽轮机、主空压机和空气增压机的主机国内或国外采购。

3.3.4.2油站、冷却器等辅机及操作盘等可国内采购。

3.3.4.3汽轮机应加以保温，保温层的厚度应保证金属套表面温度维持在75℃以下。

3.3.4.4汽轮机的表冷器采用空气冷却器，空冷器按照选定汽轮机后所能达到的最大全凝工况设计。

3.3.5除1.3.4条规定外，其它转动设备均采用电动机驱动。

3.3.6分子筛吸附系统要求吸附时间≥4小时长周期切换，选择高效节能型吸附剂。

再生气加热器采用蒸汽加热器，其结构必须可靠和先进。

保证再生气不夹带液体。

考虑出分子筛加热器蒸汽冷凝液的回收利用。

分子筛再生的污氮管路和管件应能适应再生时间缩短时的污氮量。

3.3.7冷箱中低温液体泵均采用进口设备。

3.3.8换热器(尤指冷箱内的主换热器即高压换热器)必须要安全可靠，要有类似工况的运行业绩。

3.3.9透平膨胀机采用增压风机制动，即为增压透平膨胀机，应有较大的气量调节范围（并给出调节范围）。

透平膨胀机采用进口设备，进口设备备用完整的一套转子系统，机组设备及控制系统成套采购。

3.3.10低温液体贮槽应采用真空粉末或珠光砂绝热型式，并要求蒸发率不高于标准（《固定式真空粉末绝热低温液体贮槽》JB/T9072-1999）。

3.3.11装置各单元设备、机器产生的噪声，必须进行控制，否则应增设必要的隔声或消声装置。

并采取措施，使其距声源1米处的噪声不得大于85dB(A)。

3.3.13空分装置的设计应充分考虑碳氢化合物，氮氧化合物和其它有害杂质的危害，并说明采取有效的监控措施，保证装置安全运转。

3.3.15 液态产品储存及后备系统设备5）1500M3液氧低温贮槽及配套事故液氧泵及汽化设备。

6）1500M3液氮低温贮槽及配套事故液氮泵及汽化设备。

7）500 M3液氩低温贮槽及配套充车泵。

8）液氮后备系统要保证在全厂停电、停蒸汽情况下保安用氮气3000m3/h。

3.4管道材质的选择投标方应推荐有特殊要求的管路或由投标方供货的管路部分的材料要求。

3.4.1冷箱外空气管道: 碳钢氮气管道:碳钢污氮气管道:碳钢氧气管道:不锈钢低温液体管道: 不锈钢冷却水管道: 碳钢润滑油管道:不锈钢仪表空气管道:不锈钢蒸汽管道:碳钢，合金钢3.4.2冷箱内空气管道: 铝合金氮气管道: 铝合金，不锈钢污氮气管道: 铝合金氧气管道: 铝合金，不锈钢仪表空气管道:不锈钢3.5设备和机械设计技术要求3.5.1总则空分装置配套的所有设备和机械设计应符合下列原则和规定：1)国内设计制造的设备和机械应符合相应的国家标准和/或行业标准的规定。

2)国外设计制造的设备和机械应符合相应的国际公认的标准规范和/或行业的规定。

3)特殊设备和机械应符合专业制造厂商的标准规范。

3.5.2压力容器及换热器1)应符合《压力容器安全技术监察规程》—99版的规定。

2)设计压力0.1MPa～35MPa采用 GB150-1998《钢制压力容器》或ASME规范第VIII篇第1分篇。

3)需要进行疲劳分析设计的压力容器采用 JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》或ASME规范第VIII篇第2分篇。

4)管壳式换热器的设计按GB151-1999或TEMA标准。