空分装置低温管道设计浅析

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大型空分装置低温管道设计与运用研究

大型空分装置低温管道设计与运用研究发布时间：2022-05-31T02:07:59.329Z 来源：《新型城镇化》2022年11期作者：盛梦超朱静迪[导读] 在工业生产当中，大型空分装置越来越常见。

在制备氧、氮等液态产品的生产环节中，通常使用低温精馏分离的方式，在这一过程中反应温度会比正常的温度低得多，而承载这些介质的管道就属于低温管道。

林德亚太工程有限公司浙江杭州 310013摘要：在工业生产当中，大型空分装置越来越常见。

在大型空分装置中，低温管道发挥着重要的作用，是保障空分装置平稳运行的关键。

因此，本文分别从材料选择、管道连接设计和管道布置与预制对低温管道的设计与应用进行详细研究，希望有所帮助。

关键词：大型空分装置；低温管道；管道设计引言：在国民经济不断发展，社会发展水平不断提高的环境下，空分装置应用范围不断扩大且装置规模不断变大，大型空分装置发展越来越快。

在大型空分装置工作过程中，其稳定性极其重要，提高其工作稳定性的关键之一就在于低温管道的设计和应用。

在低温管道设计过程中，各个环节都容易影响到整个管道的质量、绝热性能等，所以必须加强对大型空分装置低温管道的设计与应用的研究。

1.大型空分装置低温管道材料选择在大型空分装置低温管道设计过程中常选用铝合金和奥氏体不锈钢作为主要的材料，由于其特殊的结构形式，使其在低温环境下仍然能够保持较强的韧性。

在对冷箱内部低温管道的材料选择中，通常就选择这两种类型的材料。

通过对两种材料的对比，铝合金的材料成本较低，但其力学性能却远远不如奥氏体不锈钢材料，且其热传导系数还相对较高，所以在选择冷箱内部低温管道材料时要根据实际情况从两者中进行选择。

一般来说，受到静设备的限制，冷箱内的压力通常不会过高，且其中常存在保冷材料，所以不需要过度考虑力学性能和热传导系数，所以冷箱装置中的静设备和对应的连接管道可以采用成本较低的铝合金材料。

空分装置后备系统低温液体管道设计

第９期
叶春峰：空分装置后备系统低温液体管道设计
・１ｌ５・
空分装置后备系统低温液体管道设计
叶春峰
（中石化宁波工程有限公司，浙江宁波３１５１０３）
摘要：低温液体管道在化工装置中较为常见，如何降低“ 冷损” 是低温液体管道设计的关键。文章结合某空分装置后备系统内液氮、液氧管道的设计经验，对低温液体管道在设计过程中的一些问题进行探讨。关键词：低温管道；保冷方式；隔冷支架中图分类号：ＴＱＯ５５．８文献标识码：Ｂ
道的保冷效果。适用于后备储罐的保冷基础和管路短、管线少的部位。
１９６ ℃和一１８３ ℃ 的超低温液体；低温液体受热极易气化，１Ｌ
低温液体气化后的气体体积：氮为６９６Ｌ，氧为８００Ｌ；在密闭的
容器或管道内，低温液体受热气化会导致内压急剧升高，易引起容器或管道超压爆炸。
收稿日期：２０１７— ０３—１５
备的操作空间；１Ｊ－，量的珠光砂可采用人工完成装填。在液氮、
作者简介：叶春峰（１９８４一），男，工程师，现从事配管设计工作。
・
ｌＩ６・
山东化工ＳＨＡＮＤ０ＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ
一
燃烧，强度高，使用温度广（一１９６～４００￣Ｃ）。采用泡沫玻璃保冷结构时，保冷层较厚（通常为１５０— ２５０ｍｍ），保温外径及配管安装的空间要求较大；保冷结构由保冷层＋防潮层＋保护层构成（见图１），施工工序复杂，热导率高，管道荷载较大；由于接缝过多，接缝处理又较困难，保冷结构的安装质量直接影响管

空分设备冷箱内低温设备及管道标准化评价体系探析

ＬｎｉＴｉｇ（ｅｉｎｎｎｔｕｅａｇｈｕＨｎｙｎｏ，Ｌｄ，ＨｎｙａｕｌｉＤｓｉＩｓｉｔ，ＨｎｚｏａｇａｇＣ．ｔ．ｏｇｕｎＢｉｎｇｇｔｄｇ，５２ｏｔＺｏｇｈｎ９Ｎｒｈｎｓａｈ
作者简介：李挺，男，１８９４年生，工程师，２０毕业于浙江工业大学化工过程机械专业，现在杭州杭氧股份有限公０９年
司设计院从事空分设备开发、设计工作。
・
４・４
（／ｎ０）用方根法来计算矩阵的最大特征根Ｚ０选ＸＡａｍ及其对应的特征向量Ｗ‘ ｘ ¨：
空分设备冷箱内低温设备及管道标准化评价体系探析
李挺
３０１）１０４（杭州杭氧股份有限公司设计院，浙江省杭州市中山北路５２号弘元大厦９
摘要：目前，国内大中型空分设备主要是以非标产品的形式设计、制造，这已成为空分行业精益化进程的一个瓶颈。针对这个现状，分析了冷箱内低温设备及管道标准化的影响因素，使用
其本质是试图使人的思维条理化、层次化，充分利用人的经验和判断并予以量化，进而对决策方案优劣进行排序，在一定程度上避免了评价中的主观
影响引。
及管道标准化的影响因素，尝试建立基于ＡＰ的Ｈ标准化评价体系，旨在为后续的项目设计及评审提供一定的借鉴意义。
Ａｓｅｓｎｙｔｍｓｓｍｅｔｓｓｅ
近年来，国内设计的空分设备规模最大已达到１２万ｍ／，但是都以非标产品为主，这成为了空ｈ

浅谈空分装置冷箱外部配管设计问题

一
,
可以利用
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改造的投资费用
63 0/ 10
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油量是 4 3 0 千克和 1 0 9 0千克 q S
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变压器价格为 4
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液氧吹除阀
吹液一
,
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) 上游与冷箱壁联接
,
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、
因该段管
,
的法兰接管焊缝下部开裂低温胶粘补无效停车处补焊除
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造成液氧泄漏用
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设计负荷仅考虑管材及其内液氧重量
,
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;
被迫停车处理加温后
, ,
其跨距满足不了设计要求造成多处弯曲变形
汽喷射器汽化
该装置膨胀机减量运行情况
,
子应采取保温设施
冷量仍较富裕。Biblioteka 因此经常排液,
。
根据历
关于设里氖氮气吹除总管的问题
,
次排液后自然升温过程中
吹除管有压弯的
目前配置提氢系统的大型空分装置了降低进氢干燥器的工艺氢的入口温度

浅析某空分装置布置及管道设计

浅析某空分装置布置及管道设计发表时间：2019-10-10T15:43:36.097Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年12期作者：代伟伟[导读] 空气分离装置在石油化工、冶金、医药等行业均有着广泛的应用，研究空分装置布置和配管注意事项十分必要。

西安陕柴重工核应急装备有限公司 710065 摘要：科技的进步，促进工业建设事业得到快速发展。

近几年，随着我国经济的快速增长，化工产业的规模逐渐扩大，越来越多的配套空分装置被运用到化工生产中去。

空分装置作为化工生产的重要的配套装置之一，在我国工业发展中有着非常重要的作用。

因此，在实施空分装置布置时，一定要注意装置布置与安装，只有这样才可以有效提高我国空分装置的安全，减少企业经济损失。

本文就某空分装置布置及管道设计展开探讨。

关键词：空分装置；管道配管；注意事项；措施引言空气分离装置简称空分装置，利用空气不同组分不同的物理性质，通过冷冻、吸附、膜分离等方法分离氧气氮气，分离、提取、吸收气体。

空气分离装置在石油化工、冶金、医药等行业均有着广泛的应用，研究空分装置布置和配管注意事项十分必要。

1空分装置的概述空分装置又被称为空气分离装置，组成部分主要有空气过滤系统、压缩系统、预冷系统、分子筛纯化系统、低温精馏系统、液体贮存系统、仪控系统等，这些装置主要是利用吸附、深度冷冻以及膜分离等物理手法将空气中的氧气、氮气等稀有气体分离出来，同时对这些气体进行收集的一个过程。

其分离出来的产品主要被应用到石油、冶金、化工以及医疗等诸多行业当中。

空分装置被用于石化、煤化工、钢铁冶炼工业等行业的概率较多，特种气体被当成保护气应用到电子设备、玻璃生产、光纤等领域当中。

目前，空分装置逐渐向大型化、岛群化、自动化、装备集成化的方向发展。

2空分装置布置的原则（1）满足全厂总体规划的要求;注意装置布置的协调性和统一性,适当考虑装置将来的生产和技术改造的要求。

（2）空分装置吸风口如果经常有碳氢化合物或二氧化碳成分进人,会导致分子筛负荷加大,严重时会导致空分装置停车,因此空分装置吸风口与散发碳氢化合物和二氧化碳的装置需保持一定的安全距离并考虑风向。

我国空分设备冷箱内压力管道设计研究

我国空分设备冷箱内压力管道设计研究经过长期的技术研发和技术进步，我国空分行业获得了较大发展，在很大程度上满足了国内市场的需求。

笔者重点论述了我国空分设备冷箱内的压力管道设计问题，比如压力管道设计实现了标准化和规范化，设计和实施同步收缩式管路，在空分冷箱内压力管道设计的过程中，对整体设计进行了优化和改进。

希望能够为相关人员提供有意义的参考和借鉴。

标签：中国；空分设备冷箱；压力管道；设计随着经济发展和社会进步的加速，国内外日益需要大型化的空分设备。

在这其中，我国相关机构稳步提升了冷箱内压力管道的研发水平和设计能力。

这些设备确保空分设备的稳定运行和安全工作，发挥着日益重要的作用。

笔者重点论了国内当前关于空分设备冷箱内设计压力管道的具体状况及。

在空分设备保冷箱中，最复杂的一个部件就是冷箱内压力管道。

它可以确保空分设备运行的安全性和稳定性。

以杭氧集团为案例，它通过数十年的刻苦研发，在很大程度上提升了冷箱中的压力管道的研发和设计能力。

该企业更深刻地理解和把握该领域的基础性理念，制造和设计的空分设备获得了国内外众多消费者的普遍赞誉和广泛好评。

1 压力管道设计实现了标准化和规范化各个企业在设计压力管道时，存在着较大的随意性。

不同的设计人员，从起点到终点能够设计出不一样的走向、方案、形式。

设计人员重点关注经济性、补偿措施和安全性等。

比如，管架定位气液封自身的高度补偿需要仪表管中配备引出保温管道，科学地统计安装和布置材料的具体余量。

在一件空分设备中，可以将板翅式的换热器冷热端配管当成某种模块，该领域的设计模式实现了标准化和规范化。

它的管道从冷箱中直接穿出，在冷箱外布置相关的汇集管，冷端和热端之间的相对气流走向，采取同进同出的有效汇集模式。

布置管道采取了非常简洁的管道布置方式，方便检查和安装规模较大的空分设备。

眼下空分設备自身的等级越来越大，板翅式换热器以及精馏塔之间出现了日益扩大的纵向距离。

这个地方所设计的管道补偿重点借助口径较小的支管来完成。

空分装置后备系统低温液体管道的配管设计研究

空分装置后备系统低温液体管道的配管设计研究发布时间：2022-06-14T08:57:02.547Z 来源：《新型城镇化》2022年12期作者：盛梦超董仪强[导读] 空分装置在工业生产过程中主要用来提供氮气氧气等气体，对于整个工业过程的稳定运行起到重要的作用。

林德亚太工程有限公司浙江杭州 310013摘要：空分装置在工业生产过程中主要用来提供氮气氧气等气体，对于整个工业过程的稳定运行起到重要的作用。

而装置后备系统的低温液体管道是整个装置稳定运行的重要的保障。

对此，本文围绕管路设计、管线设计、绝热设计、支架设计和其他设计注意事项方面详细研究了空分装置后备系统低温液体管道配管设计，希望有所帮助。

关键词：空分装置；后备系统；低温液体管道；配管设计引言：近年来，社会不断发展，人们的生活水平不断进步，煤化产业也在这一环境下得到了快速的发展。

在工业生产过程中，氧气和氮气的需求量逐渐增加，空分装置作为生产过程中主要的供气设备也因此得到飞速的发展。

由于空分装置的重要作用，一旦其出现问题就会为企业带来严重的经济损失，所以后备系统就格外重要。

后备系统能够在空分装置出现故障时降低风险和损失，具有十分重要的作用。

在后备系统中，低温液体管道的配管占据重要的地位，因此，加强对配管设计的研究是必要的。

1. 空分装置后备系统低温液体管道配管管路设计在空分装置后备系统中，通常有两种不同的低温液体泵，分别是立式泵和卧式泵，这两种液体泵主要的区别在于其结构的不同。

立式泵主要应用于大型空分装置当中，而卧式泵则主要应用于小型的空分装置中，不同的液体泵在配管管路设计上也存在一定的差别。

1.1 立式泵在设置立式泵进口时，需将其位置定在后备系统整条管道的最低点处，并且保证连接角度，使管道面向立式泵的进口并产生5度以上的倾斜。

如果在设计过程中有两个立式泵，其中一个是作为备用设备时，应该保证两个立式泵的管路设计在管道方向和长度上保持一致，且还需要将二者进口端的管道在汇集箱内相连接，以此避免在一台立式泵出现问题时影响另一台的正常工作。

大型空分制氧装置冷箱配管技术浅析

大型空分制氧装置冷箱配管技术浅析发表时间：2019-11-18T12:39:20.623Z 来源：《基层建设》2019年第23期作者：张有智[导读] 摘要：随着空分技术的发展和大型空分装置的国产化，空分装置的控制要求越来越快、越来越准确，控制回路也越来越复杂。

上海二十冶建设有限公司上海 200000摘要：随着空分技术的发展和大型空分装置的国产化，空分装置的控制要求越来越快、越来越准确，控制回路也越来越复杂。

一些厂家提出了优化控制和自动变负荷调节的控制要求。

冷箱配管是大型空分制氧装置安装过程中的一个重要环节。

冷箱管道技术直接关系到空分装置的整体安装质量和进度。

管道设计的原则是满足工艺流程的要求，保证管道及相关设备的安全和经济。

满足工艺要求是管道设计的首要任务。

空分装置的冷箱管道中有饱和气体、液体或两相流介质。

工艺流程中对管道有许多详细的要求，需要管道设计人员加以注意。

关键词：空分制氧装置；冷箱配管技术；在大型空分制氧装置的建设中，应提前做好冷箱管道的预制工作准备，在施工过程中把握主要施工要点，在施工中注意效率和安全。

冷箱管道施工是大型空分制氧装置建设过程中的重要环节。

随着空分设备规模的不断扩大，冷箱管道的优化设计已成为提高设备安全性和经济性的有效手段，也是设计者的一项长期任务。

在更新设计方法的同时，设计师应到空分设备的生产安装现场，根据实际生产能力及时改进设计。

从材料的选择到安装，每一项都要了解，发现问题，挖掘潜力，改进，为优化设计提供切实的保障。

一、概述冷箱管道的结构不同于一般管道工程。

首先，冷箱的管道多为低温液体或低温气体管道，对焊接质量要求较高。

管道安装时应考虑冷热补偿。

其次，冷箱管道的空间位置紧凑，管道的走向复杂，管道的直径不同，且管道的安装难度很大。

第三，冷箱管道施工的安全风险因素远远大于普通管道，因此在各个环节实施安全措施显得尤为重要。

长期以来，我公司在国内组织建设了多个大型空分制氧项目，积累了丰富的冷箱管道安装经验。

空分设备冷箱内管道的精细化设计

ＺｈｏｕＨｕｉｍｉｎｇ，ＺｈａｎｇＹｕｅｃｈｅｎ，ＭｉａｏＪｉａｎｌｉ
（ＰｒｏｃｅｓｓＰｉｐｅｌｉｎｅＳｅｃｔｉｏｎ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＤｅｓｉｇｎ，ＨａｎｇｚｈｏｕＨａｎｇｙａｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＨｏｎｇｙｕａｎＢｕｉｌｄｉｎｇ，
操作。关键词ຫໍສະໝຸດ ：大型空分设备；低温管道；冷箱；精细化设计；钢结构；安全措施
中图分类号：ＴＢ６５７．９文献标识码：Ｂ
Ｐｒｅｃｉｓｅｄｅｓｉｇｎｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｃｏｌｄｂｏｘｏｆａｉｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｌａｎｔ
５９２ＮｏｒｔｈＺｈｏｎｇｓｈａｎＲｏａｄ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１４，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｌａｒｇｅ — ｓｉｚｅｄａｉｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｌａｎｔ，ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｄｅｓｉｇｎｏｆｌｏｗ— ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｃｏｌｄｂｏｘｐｌａｙｓａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｅｎｓｕｉｎｒｇｓａｆｅｒｕｎｏｆｔｈｅａｉｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｌａｎｔ．Ｈｅｒｅ，ｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｍａｎｙｙｅａｒｓ’ｅｘｐｅｉｅｒｎｃｅｓｉｎｄｅｓｉｇｎ，ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ，ｒｅｐａｉｒａｎｄｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇｏｆｌｏｗ— ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅ，ｔｈｅｐｒｅｃｉｓｅｄｅｓｉｇｎｏｆｌｏｗ— ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｃｏｌｄｂｏｘｉｓｄｅｓｃｉｂｒｅｄｆｒｏｍｒｅｓｐｅｃｔｓｏｆｏｖｅｒａｌｌｌａｙｏｕｔ，ｉｎｔｅｇｒａｌｌｙｅｖｅｎｓｔｒｅｓｓｉｎｇ，ｓａｆｅｔｙｍｅａｓｕｒｅｓ，ｒａｔｉｏｎａｌｕｓｅｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｂｒａｃｋｅｔａｎｄｓｆｅａｔｙｏｆｃｏｌｄｂｏｘｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｔｏｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅｄａｍａｇｅｏｆｌｏｗ— ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｃｏｌｄｂｏｘａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌａｒｇｅ－ｓｉｚｅｄａｉｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｌａｎｔ；Ｌｏｗ— ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅ；Ｃｏｌｄｂｏｘ；Ｐｒｅｃｉｓｅｄｅｓｉｇｎ；Ｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；

大型空分装置低温管道的设计与运用

承插法兰式管接头的优点是密封可靠，对制造的要求低，具有相当好的绝热性能；其缺点是拆装时要做较大距离的轴向移动。
平面法兰式管接头的结构图见图５。
图５平面法兰式管接头结构图
内垫片是冷密封，通常采用聚四氟乙烯、氟－４６或铅制作。冷密封与低温介质直接接触，材料会失去弹性并有较大的冷收缩，因而易泄漏。外垫片是热密封，它在较高温度下工作，通常采用橡胶Ｏ形圈，密封可靠。
且导热系数远低于铝合金。但使用铝合金的成本比
图３惯性摩擦焊结构图
不锈钢低得多，故冷箱内部的设备与管道仍需视具
惯性摩擦焊利用飞轮储存旋转的动能，用以提
体情况对这两种材料进行选择。
供工件摩擦时需要的能量。飞轮与工件固定，焊接
冷箱内的静设备诸如各类换热器、各类精馏时，飞轮与左侧工件首先被加速到设定的转速，随
真空绝热管道其外管无需进行保冷，理论上管道支架采取《管架标准图》ＨＧ／Ｔ２１６２９中的常用形式即可，但由于无法确认真空绝热管道内外管夹层间距，因此须选用《管架标准图》ＨＧ／Ｔ２１６２９中保冷管道支架，见图７，待供货商返回真空绝热管道内外管夹层间距后，再确认管道支架尺寸。
. All Rights Reserved.
塔，其设计压力最高为８０Ｍｐａ（Ｇ），且铝合金重后在轴向力作用下，左侧工件向右旋转移动，两侧
量较轻，由于冷箱内采用珠光砂保冷，不用考虑金工件逐渐靠拢、压紧，工件接触后开始摩擦，同时
１６
ＣＨＥＭＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＥＳＩＧＮ
化工设计２０２１，３１（５）
通过离合器切断电机供电，飞轮转速不断降低，直至停止转动，保压一段时间后，焊接结束。在实际生产中，可通过更换飞轮或组合不同尺寸的飞轮来改变飞轮的转动惯量，从而改变焊接能量及焊接能力。

浅析空分冷箱内小管道的设计

浅析空分冷箱内小管道的设计
宋军帅，周金娟，尹本宽
（开封空分集团设计研究院有限公司，河南开封４７５０００）
摘要：阐明了空分冷箱内小管道的设计重要性，论述了各类型小管道的设计要点，对小管道的支撑和保护做了简要
１冷箱内小管道的设计要点
通常认为，小管道是指公称直径小于８０的各类
管道。由于冷箱内超低温运行的特点，本文小管道的材质仅为不锈钢和铝合金。
１．１小管道的工艺设计
钢铁冶金、石油化工、煤化工和大型化肥等企业对
介绍。
关键词：空分；冷箱；小管道设计；分ห้องสมุดไป่ตู้ ；保护中图分类号：ＴＢ６５７．７文献标志码：Ａ文章编号：１００７－７８０４（２０１７）０３－００１７ — ０３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７ — ７８０４．２０１７．０３．００５
第３５卷第３期
２０１７年６月
低温与特气
ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄＳｐｅｃｉａｌｔｙＧａｓｅｓ
Ｖｏ１．３５．Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．，２０１７
・
工艺与设备・

大型空分装置低温管道的设计与运用

大型空分装置低温管道的设计与运用发布时间：2022-02-15T01:44:12.897Z 来源：《中国科技人才》2021年第28期作者：李庆智[导读] 关于低温，有两个定义:低温为-20 c和-29 c，低温为-20 c，低温为-29 c。

因此，甲基氯仿等物质的设计和接收存在矛盾，其沸点介于-29至-20 c之间。

随着时间的推移，这种现象逐步得到改善。

抚顺石化乙烯化工厂摘要：关于低温，有两个定义:低温为-20 c和-29 c，低温为-20 c，低温为-29 c。

因此，甲基氯仿等物质的设计和接收存在矛盾，其沸点介于-29至-20 c之间。

随着时间的推移，这种现象逐步得到改善。

《工业金属管道工程实施细则》(gb 50235—2010)的调整标准8.1.1题为《工业金属管道工程实施细则》(gb 50184—2011)规定但是，《石油化工行业有毒可燃环境钢管施工验收规范》(sh 3501—2011)中管道分类的设计温度始终为-29 c。

关键词：空分装置；低温管道；设计与运用引言真空副装置作为全厂通用的加工气体和气体的供应商，对工厂的顺利运转起着关键作用。

空分装置停机后，会导致燃气气化装置及其他装置连锁停车不能正常工作。

装置每次故障都会造成几百万元的直接经济损失因此，空分装置通常应具有液体储备系统。

在真空副装置发生故障时，可立即启动备用系统，蒸发气藏液体，并将其交给下游蒸发利用装置，保证下游利用装置对气体的需求，并大大降低副装置意外停车的风险，如有必要，可通过以下方式启动备用系统:启动备用系统；此外，下游燃气设备的供气可通过在真空设备的计划和计划维护期间激活备用系统，在短时间内保持。

应急系统只占一套次级装置费用的一小部分，但其保护作用非常重要和有效。

1冷箱内空气的精馏流程经分子筛净化后的干燥洁净空气进入空气压缩机增压后进入冷箱，随后分为两股，第一股进入气体膨胀机增压端进一步增压，后经过高压板式换热器冷凝为－196℃的液化空气，再通过液体膨胀机进入氮塔。

大型空分装置低温管道的设计与运用分析

大型空分装置低温管道的设计与运用分析发布时间：2022-05-06T07:42:28.013Z 来源：《新型城镇化》2022年8期作者：董仪强朱静迪[导读] 大型空分装置作为化工企业配套供气装置，是保障化工企业正常运行的基础设备，而其中低温管道的设计和运用对于整个装置而言都有着至关重要的作用。

基于此，简要介绍了大型空分装置工艺流程，并结合实际装置运行情况以及对于低温管道的要求等，从材料选择、管道分级、管道配管以及管道保冷四个方面，针对低温管道的设计运用要点内容展开详细探讨。

林德亚太工程有限公司浙江杭州 310023摘要：大型空分装置作为化工企业配套供气装置，是保障化工企业正常运行的基础设备，而其中低温管道的设计和运用对于整个装置而言都有着至关重要的作用。

关键词：空分装置；低温管道；设计引言：大型空分装置的主要作用就是将空气当中的各组分气体分离，进而实现对于空气当中个组分气体的生产。

常见的空分方法包括低温精馏法、膜分离法以及变压吸附法等，而其中低温精馏法不仅能够对氧气、氮气、氩气等进行生产，同时也能够进行稀有气体的生产，因此该方法是当前最为主要的空气分离方法，在冶金、新型煤化工等领域有着十分广泛的应用。

基于低温精馏法的实际技术需求，低温管道的设计和应用就成为了大型空分装置发挥自身作用的重要保障。

因此，加强对于大型空分装置低温管道的研究和分析是十分有必要的。

一、大型空分装置工艺流程低温精馏法的主要原理就是先将空气进行冷却处理，直至液化，然后根据不同气体的沸点不同，通过选择性蒸馏的方式，实现气体生产。

该工艺的主要优势在于能够有效保障生产气体的纯度，但同时能耗也相对较高。

空分装置当中低温管道结构主要涉及的环节为冷箱精馏。

在装置运行的过程中，空气先经过分子筛进化，然后进入冷箱，再经由气体膨胀机增压，然后在换热器的冷凝作用之下，变成液化空气，再进行精馏处理，进而获得高纯度的液态氧气、氩气等。

低温管道的设计要点

Academic Forum470《华东科技》低温管道的设计要点张吉全，顾榕彬（杭州中泰深冷技术股份有限公司，浙江杭州 311400）摘要：空分冷箱设备管路在低温下工作，合理的管路设计对设备的安全运行至关重要。

通过对管道设计中几个关键点的分析和制定，以保证装置的安全性和可靠性。

空分装置内有许多低温管道，只有对低温管道设计存在的问题进行清楚的分析，确保低温管道不破裂，才能保证整个空分装置的安全稳定运行。

本文对低温管道的分类和设计要点进行分析，可供参考。

关键词：空分装置；低温管道；配管；设计要点空分设备和管道在低温下工作时，许多因素都可能造成管道或设备的损坏。

一旦发生泄漏，冷箱内会形成结霜，造成冷量损失，全厂能耗增加；低温液体一旦泄漏，受热会迅速膨胀，造成爆砂等事故，给业主带来巨大损失。

因此，在设计中应充分认识管道设计的重要性，避免危险因素的发生，确保冷箱装置安全、可靠、经济运行。

1低温管道的分级管道分类应首先符合《压力管道安全技术监察规程工业管道》（TSG d0001-2009）[1]的规定。

同时，根据国家质量监督管理总局通知中确定的压力管道的范围和分类，原国家质量监督检验检疫总局2014年10月30日发布的《中华人民共和国检验检疫关于修订特种设备目录的通知》（2014年第114号），确定是否属于压力管道。

1.1 压力管道分类属于压力管道的，按GB/t20801.1-2020《压力管道规范工业管道第1部分：总则》第4条[2]进行分类。

所有管道的公称压力直径必须大于或等于50mm，管道的设计压力直径小于10.0MPa，管道的介质气体为氯化氧、氮气和氩气。

大型低温燃气压力管道设计为0mg C2压力管道。

1.2 无压管道分类无压管道按《工业金属管道设计规范》（GB 50316-2000）第2.1条的规定分类。

低温无压管道，若介质为氧气（液氧），则为B类流体（氧气按可燃流体处理）；若介质为氮气（液氮）、氩气（液氩），则为C类流体。

大型空分装置低温管道的设计与运用

大型空分装置低温管道的设计与运用摘要：随着社会经济水平的不断提高，空分装置是煤化工生产中不可或缺的设备类型，此类设备与技术为有效开展空气分离提供了有力支持。

空气分离装置的主要任务是给气化炉供给所需要的高纯度氧气，随着煤化工行业的发展需要大量的氧气以及市场对液态氧气的需求，空分装置也得到了快速的发展。

合理的设计低温管道材料是空分装置的安全保证。

关键词：大型空分装置；低温管道；设计；运用引言随着国内煤化工行业的快速稳定发展，企业在发展过程中对于氧气和氮气的需求规模也在不断扩大。

作为大型化工企业发展过程中不可或缺的配套供气装置空分装置的技术含量也在不断提升，空分装置主要负责向煤化气装置和其他装置提供能够满足供气工作需求的氧气和氮气。

空分装置作为工艺气体和全厂共用气体的提供装置，其运行状态以及设计质量对于工厂的平稳运行将会产生十分明显的影响，低温管道又是大型空分装置运行的核心部件。

1大型化工空分技术原理空分技术是工业生产领域最为常见的分离技术之一，它主要用于分离空气中的各组分气体，可依托于工业设备装置实现空气分离。

在煤化工行业中，空分装置设备是十分基础和重要的生产设备，为满足煤化工行业中的工业气体需求提供了有力支持。

随着煤化工行业的快速发展，工业气体需求量逐渐增大，空分技术以及设备的应用要求也日渐升高，技术类型不断丰富；不过，万变不离其宗，煤化工空分技术与装置的大型化并未改变其基础原理，只是在原有的技术设备上实现了性能升级。

从本质上来看，大型煤化工空分技术就是利用空分装置将空气中的氮气、氧气、氩气一一分离的技术；最常见的分离技术是低温精馏法，其原理是先利用压缩循环深度冷冻技术，将空气转化为液态，然后再利用不同气体的沸点差异开展低温精馏分离。

2空分装置工艺流程概述2.1冷箱内部空气精馏在冷箱空气精馏过程中，干燥洁净的空气在经过分子筛净化处理之后，需要进入空气压缩机完成增压环节方可进入冷箱。

这些气体去向可以分为2个层次，一部分气体需要接受来自气体膨胀机的二次增压，高压板式换热器将其转变成为-196℃的液态空气，经过液体膨胀机进入氮塔内部。

关于空分设备冷箱内管道设计及应力分析

2014年11月关于空分设备冷箱内管道设计及应力分析顾金宝南京三方化工设备监理有限公司（化学工业设备质量监督检验中心)江苏南京210036摘要:伴随着科技的发展，空分设备逐渐向大型化发展，冷箱内压力管道的设计登上了另一个发展平台。

空分设备冷箱内管道设计是提高空分设备安全和稳定运行的基础保障，在实际设计过程中冷箱管道设计受诸多因素影响仍存在较多问题，如何解决其中存在的问题需要设计人员高度重视冷箱管道设计并对应力进行准确分析。

笔者结合多年工作经验，从国内空分设备冷箱内管道设计现状着手，对空分设备冷箱内管道设计及应力分析做了简单介绍。

关键词:空分设备；冷箱；管道设计；应力分析进入二十一世纪以来，大型冶金和大型煤化工企业取得飞速发展，单套空分设备在科学技术快速发展影响下不断完善。

冷箱内压力管道是空分设备中的重要组成部分，与其他组成部分相比，冷箱内压力管道结构尤其复杂。

空分设备为了满足各大型企业发展的实际需求也不断向大型化发展，冷箱内管道直径不断增加。

加强空分设备冷箱内管道设计，并对应力进行分析是保证空分设备稳定、安全运行的重要手段。

一、国内空分设备冷箱内管道设计现状1.规范化设计冷箱内压力管道设计具有随意性的特点，同统一位置出发到同一终点的过程中会使用多种不同的设计形式和走向，设计方案也千差万别。

一套空分设备内压力管道有140根左右，在长期发展过程中，已经形成了一套比较系统和完善的设计规划。

在大型空分设备中，空分设备的等级不断提升，各设备在设计设计过程中已处于比较安全的状态。

2.总体布置随着空分设备的大型化发展，氪氙和氖氦气体提取塔在空分设备中取得广泛应用。

空分设备中冷向内管道设计内容比较复杂，主要包括多个容器和多种阀门的合理布置。

因此，冷箱内管道设计必须提前完成，对相关容器和阀门进行模拟设计，结合系统的实际要求合理安排容器和阀门位置。

另外，设计人员在总体布置的过程中还应该注重管道的受力情况，无论是卧式主冷凝器还是立式主冷凝器的受力状况都会直接影响设计结果。

空分装置冷箱低温管道“钢-铝”连接方式探讨

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浅谈空分设备低温管道支架安装

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用低温状态下空气中各组分沸点的不同，分离出产
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道内介质沉重。为防止塔体的接管口被沉重的液体介质拉裂，与塔体连接管道的支架必须保证按承重支架形式安装。管径不同，承重支架安装形式也不同（图１示）如所。
咸阳石油化工有限公司甲醇厂２套４００ｍ／３０３ｈ
架、阀门支架、钢铝接头支架和高压液氧泵配管支架的安装要点和注意事项进行介绍，供同行参考。
空分设备，由杭州杭氧股份有限公司设计、制造。
ｂａｋｔｕｄｒｃｅ，ｖｌｅｒｃｅ，ｓｅｌｌｍｉｕｊｉｔｂａｋｔａｄｔｅｂａｋｔｏｉｈｐｅｓｒｉｕｆｄｒｃｅ，ｇｉｅｂａｋｔａｖｓｂａｋｔｔｅ— ｕｎｍｏｎｒｃｅｎｈｒｃｅｆｈｇ — ｒｓｕｅｌｅｉａｑｅ
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空分装置低温管道设计浅析
空分装置中涵盖众多低温管道，只有将低温管道的全部问题分析清楚，管道在低温下不发生破坏断裂，才能保证整套空分装置安全平稳的运行。

标签：低温；空分；管道；材料
工业中获得氧、氮、氩及其液态产品的方法多采用低温精馏分离方法，从数据得出的各组分标准沸点，可见其温度远远低于常温，这些介质的管道均属于低温管道的范畴，本文对国内外对低温的界定、低温管道的材料、压力管道分级、配管相关问题逐一进行讨论。

空气各组份标准沸点：氧-183℃；氮-196℃；氩-186℃。

随着国民经济的快速发展，空分装置的国模也随之越来越大，特别是煤化工项目的空分装置，对空分工程设计的稳定性要求越来越高。

提高装置关键管道——低温管道的设计质量是每一位设计人员要解决的首要问题。

做出一个优秀的工程设计项目，不仅需要对空分流程比较熟悉，而且对低温领域的相关标准及低温管道的材料有深刻理解。

以下将从这几个方面进行分析探讨。

1 低温管道材料的规定
空分装置中常用的低温管道材料是不锈钢（06Cr19Ni10）、铝（5052-O、5083-O），这是因为此类材料具有面心立方晶格，其冲击韧性与温度无关，在低温下不发生冷脆现象，具有良好的机械性能。

同时相对铜材有较大的经济优势，全国钢标准化技术委员会于2016年发布了GB/T18984《低温管道用无缝钢管》中列出的管道材料温度下限仅为-100℃，远远不能满足空分装置中各组份的沸点，所以国内材料必须采用不锈钢（06Cr19Ni10）、铝（5052-O、5083-O）这两种材料。

GB/T18984中牌号16MnDG、10MnDG、09DG最低实验温度-45℃；09Mn2VDG最低实验温度-70℃；16Ni3MoDG最低实验温度-100℃。

低温下奥氏体不锈钢具有良好的冲击韧性，GB150《钢制压力容器》材料篇中规定，奥氏体不锈钢的使用温度高于或等于-196℃时，可免做低温冲击试验。

2 低温管道的分级
根据特种设备目录中压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体，且公称直径大于或者等于50mm的管道。

公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1.6MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。

GB/T20801-2006《压力管道规范工
业管道》对工业管道的分级有以下规定：
2.1 符合下列条件之一的为GC1级
①输送毒性程度为极度危害介质，高度危害气体介质和工作温度高于其标准沸点的高度危害的液体介质的管道；②输送火灾危险性为甲、乙类可燃气体或者甲类可燃液体（包括液化烃）的管道，并且设计压力大于或者等于4.0MPa的管道；③输送除前两项介质的流体介质并且设计压力大于或者等于10.0MPa，或者设计压力大于或者等于4.0 MPa，并且设计温度高于或者等于400℃的管道。

2.2 符合下列条件的为GC2级
除2.3条规定的GC3级管道外，介质毒性程度、火灾危险性（可燃性）、设计压力和设计温度低于2.1条规定（GC1级）的压力管道。

2.3 符合下列条件的为GC3级
输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或等于1.0MPa且设计温度大于-20℃但不大于185℃的压力管道。

综上得出结论，凡是公称直径大于或者等于50mm的管道，输送介质是氧、氮、氩的低温管道均属于GC2级压力管道。

3 低温管道的配管浅析
空分装置中的低温管道分布在分馏塔冷箱内部及冷箱外液体储罐区，冷箱内选用的材料均为铝（5052-O、5083-O），冷箱外的低温管道材料均为不锈钢（06Cr19Ni10）。

铝的单位线膨胀率在-190℃时是-3.79mm/m，5052-O低温下的许用应力是42MPa，5083-O低温下的许用应力是67MPa，不锈钢的单位线膨胀率在-190℃时是-3.10mm/m，低温下的许用应力是122MPa。

我公司空分装置的管道配管采用A VEV A公司开发的三维配管软件PDMS，应力分析采用COADE公司开发的CAESARⅡ，实践证明，它们能夠满足空分装置中低温管道的设计工作要求。

下面对低温管道的设计简要论述：①合理选用支架的固定型式，充分利用管道的自然补偿。

必要时增加L型、π型补偿，保证整个管系有足够的柔性；②受空间限制自然补偿无法满足应力要求时，可采用膨胀节补偿；③与膨胀机、低温泵动设备连接的管道应避免应力过大破坏与设备连接的管嘴，应避免管道震动，造成疲劳破坏；④可能出现汽液两相流的管道应避免高点气封，低点液封的出现；⑤低温管道距冷箱壁要有足够的绝热距离，避免跑冷损失，防止冷箱挂霜，出冷箱的管道要设置自然补偿弯；⑥管道与管道并排设置时要考虑管道间的温度差，保证管道间有足够净距；⑦液体管道要避免死点，尤其是液氧管道，要避免碳氢化合物积聚；⑧塔器设备上的管嘴在低温工作状态有冷位移，应力分析时要充分考虑相关因素；⑨低温管道支架采用保冷管道，避免与碳钢直接接触；⑩冷箱内低温管道采用珠光砂保冷，冷箱外低温管道采用聚
氨酯管壳保冷；?冷箱内低温液体残液排放管应排入集液坑中避免直接对大气排放。

4 结束语
低温管道涵盖的范围广泛，本文仅就空分装置低温管道做简要介绍，配管问题还应包括阀门、仪表的配置，除此之外低温管道的施工、验收也是检验设计思想，贯彻设计思路的重要环节。