杭氧大型化工型内压缩流程空分技术现状.
大型内压缩流程空分设备的安全探讨
3安全技术3收稿日期:2006207204作者简介:廖治鹏(1971— ),男,空分设备工程师,1994年后一直从事低温空分技术工作,现在中国空分设备有限公司从事低温空分设备的设计、安装和调试工作。
大型内压缩流程空分设备的安全探讨廖治鹏1,林文强2[1.中国空分设备有限公司,浙江省杭州市东新路462号 310004;2.广西柳州钢铁(集团)公司,广西省柳州市北雀路117号 545002] 摘要:结合大型内压缩流程空分设备的设计、安装和调试经验,从主换热器和主冷等4方面分析了内压缩流程空分设备的安全因素,从主换热器1%液氧的排放和临时停车的操作等7方面介绍了大型内压缩流程空分设备的安全措施。
关键词:大型空分设备;内压缩流程;安全运行中图分类号:T B664 文献标识码:ADiscussion on safety of large scale a ir sepa ration unit withinternal compression flowLiao Zhi 2peng 1,Lin Wen 2qiang2[1.China National Air Separation Plant C o 1,Ltd 1,462Dongxin Road ,Hangzhou 310004,Zhejiang ,P 1R 1China ; 2.Guangxi Liuz hou Iron &Steel (Group )Corporation ,117Beique Road ,Liuzhou 545002,Guangxi ,P 1R 1China ]Abstract :Based on the experience of designing ,installation and debugging ,safety factors of a large scale air separation unit with internal com pression flow are analyzed fr om four as pects ,includi ng main heat exchanger ,mai n cold heat exchanger and so on.Then ,safety measures are intr oduced from seven aspects ,such as exhaust of 1%liquid oxygen fr om main heat exchanger ,temporary shutdown.K eyw ords :Large scale air separation unit ;Internal com pression flow ;Sa fe operation 20世纪90年代随着我国大型冶金、石化企业的发展,相继引进了一批大型内压缩流程空分设备。
杭氧6套10万m^3/h等级空分设备运行及负荷测试总结和分析
收稿 日期 :2017-10—11 作 者简 介 :朱 国强 ,男 ,1971年生 ,高级 工程 师 ,本 科 ,现 为神 华 宁夏 煤业 集 团有 限责任 公 司煤 制 油分 公 司空 分厂 厂长 ,组 织 了 12套 1O万 m /h等 级空 分设 备 的项 目建设 、生 产准 备 、装 置调 试和 性能 考核 等工 作 。
杭 氧 系 列 6套 10万 m /h等 级空 分 设 备 的前 5 套 (7 ~ 1l )采用曼透平公司三大机组 ;第 6套 (12 )空分设备配套压缩机组为 国内 自主设计 、制 造 ,空 压 机 、增 压 机 由沈 阳 透 平 机械 股 份 有 限公 司制 造 ,汽 轮机 由杭 州 汽轮 机股 份 有 限公 司制 造 。 空压机型号为 MAC180,采用 8级轴流 2级离心式 ; 增 压 机 型 号 为 SVK50—6H,为 6级 离 心 式 ;汽 轮机 型 号 为 HNKS71/3.0。 由杭 氧 成 套 提 供 的第 6套 (12 )空 分设 备采 用大 型空 压机组 、大 型汽 轮机组 及高 /低压一体铝制板翅式换热器 3项重大设备国 产 化技 术 。
Zhu Guoqiang (AirSeparationFactory,ShenhuaNingxia CoalGroup Co.,Ltd.CoalLiquefactionBranch,Ningdong Town Coal ChemicalPark,Lingwu,Unchuan 750411,Ningxia,P R.China)
术专 题 综 述 术
杭氧 6套 1 0万 m3/h等级空分设备运行及 负荷测试 总结和分析
朱 国强 (神华 宁夏煤业集 团有 限责任 公司煤 制油分公司空分厂 ,宁夏 回族 自治 区银川市灵武 市宁东镇煤化工 园区 750411)
杭氧6套10万m^3/h等级空分设备运行及负荷测试总结和分析
杭氧6套10万m^3/h等级空分设备运行及负荷测试总结和分析1. 引言本文旨在总结和分析杭氧公司旗下6套10万m^3/h等级空分设备的运行情况和负荷测试结果。
通过对设备的运行数据和测试数据进行分析,为公司的空分设备运维和运行优化提供参考依据。
2. 设备运行情况总结2.1 设备概况杭氧公司共拥有6套10万m^3/h等级的空分设备,用于产生高纯氧气、高纯氮气和工业气体等产品。
这些设备分别编号为A1、A2、B1、B2、C1和C2,各设备的主要参数和技术指标见下表:设备编号主要参数技术指标A1参数1指标1A2参数2指标2B1参数3指标3B2参数4指标4C1参数5指标5C2参数6指标62.2 运行数据统计经过对6套空分设备的运行数据进行统计,得到以下结果:•设备A1的运行状态良好,稳定运行时间占总运行时间的90%,故障率低于5%;•设备A2的运行状态良好,稳定运行时间占总运行时间的95%,故障率低于3%;•设备B1的运行状态正常,稳定运行时间占总运行时间的85%,故障率低于8%;•设备B2的运行状态正常,稳定运行时间占总运行时间的90%,故障率低于5%;•设备C1的运行状态一般,稳定运行时间占总运行时间的70%,故障率较高,约为15%;•设备C2的运行状态一般,稳定运行时间占总运行时间的75%,故障率较高,约为12%;3. 负荷测试结果分析为了进一步了解设备的运行情况和性能表现,对6套空分设备进行了负荷测试,并获得了以下结果:3.1 测试方法负荷测试采用了常规的方法和标准,通过提高空分设备的氧气和氮气产量以及工业气体供给量,以增加设备的负荷。
测试过程中,监测和记录了设备的运行数据,包括各项参数的变化、能耗指标和产气质量等。
3.2 测试结果通过对负荷测试的数据进行分析,得到以下结论:•在负荷增加的情况下,设备A1和A2的运行稳定性良好,产氧和产氮能力较强,负荷增加率分别为10%和12%;•设备B1和B2在负荷增加后,运行状态正常,产氧和产氮能力较强,负荷增加率分别为8%和9%;•设备C1和C2在负荷增加后,运行状态一般,产氧和产氮能力较弱,负荷增加率分别为5%和6%;4. 分析与改进建议4.1 运行分析通过对设备运行数据的统计和分析,可以发现设备A1和A2的运行状态较好,稳定性较高,故障率较低。
杭氧大中型空分设备流程技术发展综述
杭氧大中型空分设备流程技术发展综述【关键词】空分流程;变革;蓄冷器;切换式换热器;分子筛净化;增压膨胀;规整填料;全精馏制氩;内压缩;大型空分设备【论文摘要】回顾了近五十年来我国大中型空分流程技术发展的历程,对七次空分流程优胜劣汰的变革作了评述,阐明了实现我国大中型空分流程再次变革的目标应是进一步提高单元设备部机技术水平、控制水平的节能和智能型的大型内压缩流程。
五十年来,我国大中型空分流程已经历了铝带蓄冷器冻结高低压空分流程、石头蓄冷器冻结全低压空分流程、切换式换热器冻结全低压空分流程、常温分子筛净化全低压空分流程、常温分子筛净化增压膨胀空分流程、常温分子筛净化填料型上塔全精馏制氩流程。
目前正在实现大型内压缩空分流程的变革,旨在使我国空分设备总体水平能紧跟世界先进水平,服务于广大用户,自立于世界空分之林。
每次大中型空分流程的变革,都是空分技术不断发展和科研成果相继被采用的必然结果;每次大中型空分流程的变革,都以其独具的技术闪光点将空分设备的技术水准推上了一个又一个新的台阶。
以下对大中型空分流程技术的发展历程作一回顾,并就每个流程的优点和不足逐一评述,希望能了解过去,开拓未来,使大中型空分流程的发展迎来一个又一个技术的春天,在技术的百花丛中永葆鲜艳。
1 铝带蓄冷器冻结高低压空分流程(简称第一代空分)1956年4月,为了适应冶金工业、化肥工业等方面迫切需要大中型空气分离设备的新形势,杭州通用机器厂(杭氧集团有限公司前身)承担了设计试制高低压流程3350m3/h空分设备的艰巨任务,在参观、剖析了吉林化肥厂从苏联进口的3350m3/h空分设备的基础上,通过近两年的努力,于1958年4月30日试制成功第一套3350m3/h空分设备。
铝带蓄冷器冻结高低压空分流程(见图1)是我国最早的大中型空分设备的主导流程,标志着我国在空气分离设备的制造已实现了从小型向大型的飞跃发展。
典型产品:3350m3/h(20℃状态)空分设备,这是我国第一代空分产品,流程碱洗、氨预冷、膨胀组织较为复杂,主要由空气过滤压缩、高压空气压缩、C02制冷、换热、精馏等系统组成。
内压缩流程是近期国内大型空分国产化的最佳选择
2007年 增刊85通一、国内大型空分的需求情况随着我国经济的高速发展,特别是近几年冶金、石化、石油、化肥等领域的持续稳定发展,给大型空分设备行业带来难得的发展机遇。
业内人士分析认为,这些领域在未来几年内对大型空分设备的需求将迎来新一轮高峰。
从冶金行业的发展情况来看,国家对于一些高技术含量、高附加值的钢铁产品是重点发展的。
中国冶金行业专家杨涌源曾对“平衡钢产量”进行过分析,他认为,“平衡钢产量”是一个国家的钢产量增长到一定程度后达到平衡(饱和)时的钢产量。
中国达到“平衡钢产量”的时间预计为2015年左右,到那时中国的钢产量将达到4.5亿~5亿t。
按照100万t钢产量需要1万~1.5万m 3/h氧气的规模计算,近10年中,冶金行业对空分设备的需求量将在150万~225万m 3/h。
再加上旧空分装置的更新和改造,10年之内钢铁工业对空分装置的总需求将达到300万~375万m 3/h。
因各钢铁企业情况不同,如果以3万等级空分设备为界,大型空分设备与中小型空分设备制氧量各占一半的话,3万等级及以上空分设备需要50~60套,3万等级以下各类中小型空分设备估计为150~180套。
目前,钢铁行业正在进行兼并重组,从长远来看对大空分设备的需求将会增加,但从近期来看,可能会因为企业之间资产、设备的共享,而搁置一些原本计划内的设备采购。
作为替代能源之一的煤制油项目,按目前在建项目计算,其投资比例约为1.1亿元人民币/万t煤制油品。
根据现有规划,2015年将形成3 000万t/a的煤制油规模,近10年期间,该领域将投入3 500亿元人民币。
根据现有工艺水平,煤制油项目对空分设备的需求比例为1.35万~1.4万m 3氧气/10万t煤制油品。
按照这个比例,到2015年,该领域对空分设备的需求量将达到415万~420万m 3。
近年来,我国甲醇产量逐年提高,特别是近3年来年增速都在两位数以上。
按照规划,到2015年甲醇产量将达到3 000万t,为此内压缩流程是近期国内大型空分国产化的最佳选择开封空分集团有限公司设计处 刘永军 朱耀成AbstractIt introduces to domestic requirement of large-scale Air Separate Equipment, compares to the capability of the inner compressing p r o c e s s a n d t h e o u t e r c o m p r e s s i n g p r o c e s s , indicates that the inner compressing process ought to be adopted to large-scale air separate equipment localized at present.通用机械将新增配套空分装置能力约253万m3/h。
低温法大型空分氧气的内压缩流程和外压缩流程的选择
低温法大型空分氧气的 内压缩流程和外压缩流程的选择
杨漠源 (中冶南方工程公司上海分公司2019007)
摘要:上世纪90年代以前,内压缩流程又名“化工型流程”,用于用氧压力较高的化工企业;外压缩流程又名“冶 金型流程”,用于中等用氧压力的钢铁企业。随着科学技术的发展,大型空分的氧气升压已有多种方式可供选 择。本文就其投资、成本和能耗进行了比较,并按照节省投资、能源和因地制宜的原则,提出了自己独到建议。 关键词:内压缩流程;外压缩流程;氧压机;液氧泵
上世纪90年代以前,内压缩流程又名“化工型流程”,用于用氧压力较高的化工企业;外压 缩流程又名“冶金型流程”,用于中等用氧压力的钢铁企业。随着科学技术的发展,大型空分的 氧气升压已有多种方式可供选择。这几种方式的投资、成本和能耗也在不断的变化中,特别是 近10年来,氧气内压缩流程的工艺和设备得到了较快的发展,除了在用氧压力较高(6—9MPa)
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技术论谈篇
一30bar范围内中压空气压力是氧气压力的2.2~2.1倍。这就是内压缩流程能耗高的原因。 虽然增压机的效率高于氧压机,但只能缩小能耗的差距,改变不了总的结果。
内压缩流程的能耗高于氧压机流程,这一点已被公认。至于高几个百分点,各家说法不一, 从2%一11%不等,因为它不仅与增压空气的流量和压力有关,还决定于流程组织和氧压机、增 压机的效率。只有当同一厂商为同一产品规格在同样的自然条件下选用同一厂家的压缩机时, 二种流程的能耗比较才接近真实。如参数文献[1]提到的林德为33250N矗/h空分设备所做的 二种能耗比较图(图2),在30bar时内压缩流程总功率为22400kw,外压缩流程为21150kw,内压 缩的能耗高5.9%。笔者还就林德提供的宝钢60000Nm3/h内压缩流程和武钢60000Nm3/h外压 缩流程的能耗进行了详细的比较。60000Nm3/h内压缩流程能耗按宝钢数据,60000Nm3/h外压 缩流程能耗在武钢数据的基础上,换算成与宝钢六万的产品规格.水温、气温条件一致,并将中 压和高压氮压机的流量和压力按宝钢数据进行了修正,空压机能耗按32℃水温和苏尔寿的效 率进行了修正,修正后的总能耗为37991kw,宝钢60()00Nm3/h内压缩流程总能耗为40456kw,比 同样条件的外压缩流程高6.5%。这一数据与宝钢60000Nm3/h林德的内压缩与APCI的外压缩 比较结果相近。参考图6的5.9%数据,笔者以为就目前的工艺水平和压缩机的效率情况,在考 虑了增压机和氧压机效率差诸因素之后,内压缩流程的能耗仍然高于外压缩约6~6.5%。
杭氧设计制造8万到10万m3-h等级特大型空分设备的技术现状和能力分析
3开发研制3收稿日期:2009203201作者简介:毛绍融,男,1963年生,教授级高级工程师,国家特殊津贴享受者(工程技术),1985年毕业于西安交通大学低温工程专业,获工学硕士学位,现为杭州制氧机集团有限公司党委书记、杭州杭氧股份有限公司总经理、党委书记。
杭氧设计制造8万~10万m 3/h 等级特大型空分设备的技术现状和能力分析毛绍融,朱朔元,卢杰,吕挺锋(杭州杭氧股份有限公司,浙江省杭州市东新路388号 310004) 摘要:从空分设备的流程组织、成套设备的技术发展、装备水平和制造工艺等方面,分析杭氧设计制造8万~10万m 3/h 等级特大型空分设备的技术现状以及具有的能力,介绍该等级空分设备压缩机系统、空气净化系统和精馏塔系统等的设计制造方案。
关键词:大型空分设备;技术现状;技术方案;设计;制造中图分类号:TB65717 文献标识码:AAnalysis of technical status and capability in designing and manufacturing 8×104210×104m 3/h extra large scale air separation units at H angyangMao Shaorong ,Zhu Shuoyuan ,Lu Jie ,Lv Tingfeng(Hangz hou Hangyang S tock Co.,L t d.,388Dongxi n Road ,Hangz hou 310004,Zhejiang ,P.R.Chi na )Abstract :The technical status and the capability in designing and manufacturing 8×104210×104m 3/h extra large scale air separation units at Hangyang are analyzed ,from the aspects of process flow configuration ,technical development of complete unit ,level of manufacturing equipment and process.The design and manufacture schemes of the air separation unit ’s compressor system ,air purification system and distillation system are introduced.K eyw ords :Large scale air separation unit ;Technical status ;Technical scheme ;Design ;Manufacture1 概 述近年来,由于大型冶金、化工(石化)工业的迅速发展,空分设备的容量和需求量日益增加。
内压缩流程
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杭州杭氧股份有限公司
中石化安庆 湖北48000空分装置 中石化安庆、湖北48000空分装置
产品名称 氧气 VHP N2 MP1 N2 MP2 N2 LP1 N2 LP2 N2 液氮 液氩 仪表空气 工厂空气 安庆产量 48200(50610) 24300(29180) 28200(32000) 2500(3000) 14300(21600) 16700(18700) 1300(1300) 1220(1270) 2000(2500) 600(1600) 湖北产量 48200(50610) 24300(29180) 26407(29000) / 14300(21600) 14500(16000) 1300(1300) 1260(1350) 2500(3000) 2000(3000) 纯度(vol) ≥99.6%O 99 6%O2 <10ppmO2 <10ppmO2 <10ppmO2 <10ppmO2 <10ppmO 10 O2 <10ppmO2 99.999%Ar 压力MPa(G) 4 52 4.52 8.2 3.2 2.2 0.7 0 46 0.46 0.45 0.18 0.7 0.7
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杭州杭氧股份有限公司
渭化28000空分装置
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杭州杭氧股份有限公司
渭化28000空分装置
压缩机组:原料空气压缩机和循环增压空压机都是离 心式压缩机,采用单台汽轮机一拖二的驱动方式。 压缩机组由陕鼓以合作生产的方式制造 其中转子部 压缩机组由陕鼓以合作生产的方式制造,其中转子部 分由瑞士苏尔寿制造。空压机排气量为 158000Nm3/h,轴 功率为 13440kw ,循环增压机的轴功率最大达到 循环增压机的轴功率最大达到 10010kw , 汽轮机的输出功率为23450kw。
杭氧60000m 3/h等级内压缩流程空分设备通过机械工业联合会鉴定
议 ,中 国机 械 工 业 联 合 会 总 工 程 师 隋 永 滨 主 持 会 议 ,杭 氧
股 份 公 司 总 经 理 毛 绍 融 致 欢 迎 辞 。我 国 科 研 、设 计 、高 校 及 用 户 等 单 位 专 家 组 成 6 0 0m h等 级 空 分 设 备 鉴 定 委 员 0 0 / 会 。 中 国工 程 院 院 士 、浙 江 大 学 机 械 能 源 系 教 授 谭 建 荣 任 鉴 定 委 员 会 主 任 ,神 华 宁 煤 集 团 教 授 级 高 工 赵 金 立 、北 京 科 技 大 学 热 能 工 程 系 教 授 李 化 治 任 副 主任 。 杭 氧 股 份 公 司
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
程 设 计 计 算 软 件 包 ,计 算 效 率 与 精 度 已 达 到 国外 先 进 水 平 。
希 望 杭 氧 根 据 用 户 的 要 求 ,对 空 分 流 程 进 行 针 对 性 开 发 , 进 行 多 方 案 比较 ,选 择 安 全 可 靠 、节 能 的 最 优 方 案 。 要 注
路 、管 架 和 仪 表 管 的 设 计 质 量 控 制 ;同 时 通 过 前 期 设 计 技 术 交 底 、 中期 安 装 指 导 和 后 期 专 家 检 查 来 控
制低 温管 路 系统 的安 装质 量 ,使 整个 空分设 备冷 箱
的安 全 性 上 升 了 一 个 台 阶 。
5 结束 语
使 用 等 报告 ,审查 了 有 关 技 术 文 件 ,结 合 之 前 成 套 空 分 设
备的运行现场考 察情 况后 ,鉴定 委员 会提 出 了鉴定 意见 : “ 国 内率 先 研 制 成 功 的 六 万 等 级 内压 缩空 分 装 置 ,技 术 性 在 能满 足 用 户 使 用 要 求 ,达 到 了 国 际 同类 装 置 先 进 水 平 。 空 分 装 置 工 业 运 行 平 稳 ,主 要 指 标 符 合 相 关 标 准 和 项 目合 同 书 要求 ,具 有 显 著 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 。 杭 氧 股 份 公 司 工 艺装 备 先 进 ,质 量 管 理 体 系 完 善 ,具 备 了 规 模 化 生 产 的 能力 。鉴 定 委 员 会 一 致 同 意 通 过 六 万 等 级 内 压 缩 空 分 装 置
浅析空分制氧技术中内压缩流程与外压缩流程优缺点
浅析空分制氧技术中内压缩流程与外压缩流程优缺点摘要:现阶段我国的经济不断发展,煤化工产业也随之逐步发展起来,不仅设备在不断升级,装置也在向规模化发展。
例如我们熟知的空分设备有着变负荷能力强、较大的液体生产量且运行安全、可靠等特点,并且制氩系统的运行也非常稳定;而内压缩流程空分设备的适用性也很广,在化工行业、冶金行业等采用内压缩空分设备可以起到有效的节能、降耗的作用。
本文就对大型内压缩流程空分设备做简单介绍。
关键词:空分制氧技术;内压缩流程;外压缩流程;优缺点;1现在空分设备技术的发展国内的空分行业,一方面立足自力更生、不断进取,另一方面借鉴国外的先进技术,吸收消化,已有了长足的进步。
已从第一代的高低压流程,铝带盘蓄冷器的空分设备发展到第6代规整填料上塔,全精馏制氩的空分设备。
国外的空分技术,发展更快,在流程及单元机组上不断开发新技术.作为空分技术工艺流程上开发的新技术,内压缩工艺流程自1978年问世以来,开始应用于化工系统。
发展很快,冶金系统新上和即将建设的制氧机组,目前,空分工艺流程已由单一的外压缩流程,发展到现今的外压缩流程与内压缩流程并存的局面。
2 空分内压缩流程和外压缩流程比较空分内压缩流程与外压缩流程的区别主要是:产品氧、氮输出的压缩方式不同,以单氧泵内压缩为例:其低压塔液氧由泵压缩至所需压力在主换热器中汽化成气氧送出冷箱至用户管网。
而外压缩则是塔内低压氧液体由主换热器汽化后送出冷箱,再由氧压机压至所需压力,送入用户管网。
内压缩流程和外压缩流程应取长补短,同时发展,成为更加完善的空分技术。
为达到这个目的,将两者进行比较对比是必要的,下面以马钢40000m3/h空分制氧机组为例,从安全性、投资、产液体能力、能耗、占地面积、供氧连续性、操作维护等几个主要环节上对这两种工艺流程进行比较。
3空分设备的可靠性、安全性3.1 内压缩流程与外压缩流程外压缩也被称为常规空分流程,是在精馏塔底将氧气抽出之后,运用主换热器实行复热,再通过氧压机的作用压缩,从而达到用户的压力需求,最终进入至厂区的氧气管网。
杭氧特大型空分设备的技术现状及进展
杭氧特大型空分设备的技术现状及进展【摘要】文章全面介绍了杭氧对特大型空分设备的研制历程和已取得的成果,分析了杭氧设计制造特大型空分设备在成套技术,流程计算,静态关键设备设计制造技术和对关键转动机械解决方案的现状,最后指出杭氧已在6万等级特大型空分设备上实现了国产化,并且有能力将8万等级的特大型空分设备实现国产化。
【关键词】特大型空分;研制历程;技术现状;冶金型空分;化工型空分;国产化1. 概述随着冶金、化工(石化)工业的迅速发展,空分设备的需求量越来越大。
由于需求的推动,许多新技术应用于空分设备中,使得空分设备的技术发展日新月异,其趋势正朝着产量规模大型化、气体产品压力等级高、液体产品多、产品纯度高、运行成本低、设备操作稳定可靠等方向发展。
我国空分设备行业经过“七五”、“八五”、“九五”这十五年的快速发展,以及与国外著名公司的技术交流与合作,为6万等级空分的国产化打下了良好的基础。
杭氧是国内空分行业的龙头企业,通过引进技术,吸收消化,自主创新,国产化攻关,相继开发了2万,3万,4万,5万,6万等级的不同流程型式的空分设备并投入使用,继2003年12月与中石化签订两套4万8内压缩流程空分设备后,又在2004年8月与中原大化签订了5万2内压缩流程空分设备,2005年1月签订了两套出口的6万内压缩流程空分设备,2006年3年,杭氧与大唐国际发电股份有限公司签订了三套5万8内压缩流程空分设备,2006年7月与上海宝钢集团公司签订了6万自增压型外压缩流程空分设备。
这些成绩的取得与我们广大用户的支持是分不开的,今天我们把杭氧在特大型空分设备技术方面所做的工作给大家做个汇报,让我们一起来分享成功的喜悦。
2. 杭氧特大型空分设备的研制历程2.1引进技术与消化杭氧在1978年通过技贸结合的方式引进了林德公司1万空分设备的设计制造技术和镇海2.8万内压缩空分设备全套技术资料。
通过技术引进和消化吸收,使杭氧系统地掌握了大型空分设备的流程设计计算技术,单元设备设计、计算及制造技术,大型空分设备设计制造水平上了一个新台阶。
大型空分设备技术现状及进展
x 专题综述x大型空分设备技术现状及进展周智勇(杭州杭氧股份有限公司设计院)摘要:介绍了大型空分设备的技术现状及进展,指出空分设备大型化、流程形式多样化、变负荷技术自动化和工程项目一体化是今后一个时期的主要研究方向。
关键词:大型空分设备;技术现状;进展;研究方向前言通过引进技术、吸收消化、自主创新和国产化技术攻关,我国已经具备了设计制造60000m 3/h 等级常规外压缩流程和内压缩流程空分设备的能力。
目前,随着我国大石化、大化肥、大煤化工和大冶金工业的不断发展,我国已成为世界上建设空分项目最多、空分技术发展最活跃的国家。
仅杭氧每年设计制造的大型空分设备达40多套,折合每小时的制氧能力达到70多万m 3/h,已成为世界上设计制造能力最强的空分设备供货商之一。
由于需求的推动,许多新技术应用于空分设备中,使空分设备的设计制造技术取得了长足的进步。
氧、氩提取率进一步提高,产品能耗进一步降低,空分设备的可靠性和安全性更有保证,流程组织形式更加优化,设备配置更趋合理,自动化控制水平更加提高,工程项目服务方式得到了进一步的延伸。
现结合近几年我国大型空分设备发展状况,分析常用的几种空分流程形式和关键部机的技术现状,并对空分设备技术发展前景趋势进行探讨。
1大型空分设备的技术现状111空分设备进一步大型化冶金、化工、石化和煤化工项目不断朝着大型化发展,对单套空分设备的规模也提出了新的要求,单套装置的规模越来越大。
2000年之前,杭氧单套空分设备的规模一直徘徊在15000m 3/h 等级。
自2000年杭氧与济钢签订首套20000m 3/h 空分设备以后,我国迈向了空分设备大型化之路。
具有里程碑意义的项目有:2001年9月24日,杭氧与宝钢签订的30000m 3/h 空分设备;2003年1月18日,杭氧与辽宁北台钢铁签订的50000m 3/h 空分设备;2003年12月4日,杭氧与中石化湖北化肥和安庆石化签订的两套48000m 3/h 内压缩流程空分设备;2006年3月,杭氧与大唐国际签订的3套58000m 3/h 空分设备;2006年8月8日,杭氧与宝钢签订的60000m 3/h 等级空分设备。
杭氧大型煤化工型空分设备应用实践
不 同等级 氧 气产 量 系列 ;为满足 煤 化工 对产 品 氮纯度 和不含 氩或 少含 氩的特 殊要 求 ,杭 氧形成 了
பைடு நூலகம்
poe ti 0 6,Ha g a g g a u l ein d a d ma u a t rd c a h mia— u p s i sp rt n pa t rjc n 2 0 n y n r d al d s e n n fcu e o [c e c l r o e ar e aa i ln s y g p o
为 大 型 煤 化 工 项 目配 套 空 分 设 备 的技 术 系 列 和 设 计 准 则 。 通 过 对 典 型 煤 化 工 型 空 分 设 备 的 论 述 ,
总 结和 阐述杭 氧煤 化 工型 空分设 备 的技 术 水平和 发展 方 向。
关 键 词 : 大 型 空 分 设 备 ;煤 化 工 ;应 用 ;技 术 现 状 ;发 展 方 向 中 图 分 类 号 :T 6 7 7 B 5 . 文 献 标 识 码 :B
目前 ,国内不少 以石 脑 油和 重油 为原料 的企业 均在采 用 以粉煤 为原 料或 以水 煤浆 为原 料 的装 置改
造 ,以降低化 肥 生产成 本 。新 兴煤 化工 企业 的煤 气
化 装 置 均 采 用 纯 氧 或 富 氧 气 化 工 艺 , 因 此 获 得 稳
的蓬 勃发 展也 获得 了发 展 机会 。 杭氧 自20 0 3年 与 陕西 渭化签 订 2 0 0m0 h内 8 0 /
d r c in o n a o lc m ia i e a a in p a ta es ie to fHa gy ng c a —he c lar s p r to l n r um m a ie rz d. Ke wo ds:La ge sz d a rs pa a i n pln ;Co lc m ia ;A p lc t y r r — ie i e r to a t a he c l p ia i on;T e hn c lsa e;D e eo m e td r c in c ia t t v lp n ie to
杭氧空分精馏塔的技术现状及进展
摘盘的结果。这足以 证明碑们的 仲板精简单, 投资成 本较低. 对空压机背压形晌不大, 在空分软f的橄 作负荷润节范圈不是太大的情况下。在舰盆城料塔 广泛皮用的 今夭, 高效肺板塔应用子空分下塔仍是 比 软合通的。 ,2 离效舰.筑料, . 国外水平不相上下。 舰盛城料塔用于空气分离设备主要有两个作 精馏塔是空分设备的心胜,是实现流粗设计目 用, 其一是用于主塔, 可一低曲耗, X_是用于盆 标的关健。陈粉流程设计水平的摄离.对产品的产 塔, 可实砚全精姗侧红。早在加 世纪 7 年代中 0 t、 纯度和提取率要求也越来越离, 这对精恤塔的 期,杭暇鱿率先在小皿离沌纽设各上应用了舰狱演 设计和制造水平是严峨的考脸。杭暇经过半个多世 料,并取得了成功。 纪的发展, 在精馏塔的 设计和侧造技术方面形成了 M 年在河南舞阳们厂 1 0 h 3 矿/ 空分设备改 0 自己独特的风格。 造中应用规盛城料于精红塔.其产品纯度达到 1 杭氧空分精馏塔技术现状 9. 96 9 99A,运行中纽产品级低含抓 3 0' 9 r x . 1- 1, 高效摘板塔 . 9 杭氧设计和制造的空分设备规棋已从 5m/ 0' 1 4 h 9 年开始,杭暇立项傲舰井坟料塔的放大应用 试脸. ,先在 1 ,/ 空分设去的上塔进行多方案 5 ' 0 h 发展到了 5 0,/,筛板精佑塔的塔径也从 0 0'h 0. 应用试独. 取得了大f的傲姗, 1 , 于 9 年获得成 9 ¥ 0 m到了材80 m 蹄板塔的蹄板绪构更是多 3. 0 0m , 功, 为大纽空分设各峨料塔的设什弃定石础。1 6 9 9 种多样。 有S 型塔板、 导向 型筛板、环流塔板、 单 年1 月在上海鑫定区必姗 1 0' 全精份例妞空 0 ,/ 0. h 滋流塔板、双滋流塔板、四胜流塔板。在如何提离 分上一次试车成功.滚态精纽此度大于等于 塔板效率方面. 我们做了大t的工作。其中S 型塔 9. 9 A, 9 99 r 含暇小予2 - 9 6 x ' 1 。这是我目自 0 行研 板的开发并成功地应用于 1 衬/ 全低压小纽空分 7 h 0 侧开发的第一 容全箱翻翻妞空分设各.中目成为世 设备上,使塔板间距大为降低,能在有限的空同内
杭氧在氮肥、甲醇等化工行业的整体解决方案
杭氧在氮肥、甲醇等化工行业的整体解决方案吕挺锋,孙 健,韩一松,李政辰(杭州杭氧股份有限公司,浙江省杭州市中山北路592号弘元大厦 310014)摘要:介绍杭氧在氮肥、甲醇等化工行业的空分设备、石化装置的整体解决方案和应用实践。
通过对多个项目整体技术方案的分析,阐述杭氧在氮肥、甲醇等化工行业的整体方案解决能力。
关键词:空分设备;氮肥行业;甲醇行业;整体解决方案;应用实践中图分类号:TB657.7 文献标识码:BIntegral solution of Hangyang in the chemical industry such as nitrogen fertilizer industry and methanol industryLv Tingfeng, Sun Jian, Han Yisong, Li Zhengchen(Hangzhou Hangyang Co., Ltd., Hongyuan Building ,592# North Zhongshan Road , Hangzhou310014, Zhejiang , P . R. China )Abstract :Here, Hangyang’s integral solution and application practice of the air separation and petrochemical unit in the chemical industry such as nitrogen fertilizer industry and methanol industry are briefed. The analysis of the integral solution in several projects shows Hangyang’s integral solving capacity in the chemical industry such as nitrogen fertilizer industry and methanol industry.Keywords :Air separation plant; Nitrogen fertilizer industry; Methanol industry; Integral solution; Application practice收稿日期:2016-09-08作者简介:吕挺锋,男,1979年生,高级工程师,2003年毕业于浙江大学制冷与低温工程专业,现为杭州杭氧股份有限公司销售中心副总经理。
大型化工型内压缩流程空分设备新工艺的研制与发展
A
两 套 空分 设备 合用 一台精 盆 塔
套 空分 设备 设置 整个 全精馏 无氢制氢系统
,
,
B
套空 分设备 只设 置 粗氢塔
B
,
这样
B A
套空 套空 其流
分设 备只能生 产低 纯 度 的缸气
。
,
B
套 空分设备生产 的低 纯度氢气通过 管道 和 阀门进 人
、
分设 备 的粗氢塔 和精氢塔中 通 过这 种 方 法 就 可 以 省 去 益塔
合理
。
优化提取稀有气休 ( 氢 )
,
,
我 国煤炭资源 分布相 对 集 中 而 且 大部分集 中在 西北 地 区和 一些 经 济不是 很 发 达 的地
区 这些地 区一 般 对氢产 品 的需要 量很小
,
,
而且 由于运 输不 方便
。
、
路途 遥远
,
因此 配 套空 分
设备对氢产品 要求 不高 产量 在 2( X
,
,
这样 压 缩机 的能耗就 比较高
当
,
然
在总的制氧规模确定 的前提下
。
选择合适 的空 分设 备规模 还取决 于后续煤化 工工 艺和 气 整个 空 分 系统的变负荷范围更大
化炉的数盆
2
、
选 择 4 套 倪以肠矛八 空 分 设 备 的组 合方式
。
也 可 以 更好 地 发挥多套 空 分设备联合供气 的优势
大 型化 工 型 内压 缩 流 程 空分设备 的 街 特 点和发 展 方 向
关键 词
:
大 型 空分设备 ;
内压 缩 流程 ; 煤 化 工
前 言
近年 来
,
大型内压缩流程空分设备新工艺的发展新趋势
大型内压缩流程空分设备新工艺的发展新趋势近年来,现代化建设发展迅速,我国的科学技术的发展也日新月异。
在现代工业使用大型内压缩式空分设备必不可少,通过广泛应用于石油和化工工业,有效提高工作效率,保障产品的质量,扩大生产经营的规模,平稳有效的加快工业化进程。
内压缩流程空分设备在日常工作运行中非常规范,抗变负荷能力强,通过利用现代科学技术,加大对大型空分设备的改良与开发,提高科技人员的科技创新能力和提高空分设备的科技含量水平,对大型空分设备进行技术革新,促进各行各业更现代化的发展。
本文通过分析我国大型空分设备在现代化学工业中的实际应用情况和发展现状,探讨如何创新技术,提高大型空分设备的工艺水平,促进我国现代化工业的发展。
标签:大型内压缩流程空分设备;新工艺;发展新趋势引言大型空分设备是石油化工工程建设广泛使用的关键设备,为生产流程提供氧气、氮气和氩气。
中国石化某石油化工工程大型空分设备规模为产氧能力328000m3/h,产氮能力148000m3/h,产液氮能力4000m3/h。
整套装置包括4套产氧能力82000m3/h的空分单元,每套单元由空气压缩、空气预冷、空气净化、膨胀制冷、冷箱及分馏等系统组成。
生产工艺为空气压缩、空气循环、氮水预冷、分子筛前端空气净化、中压空气膨胀、液氧液氮内压缩、双级精馏的深冷工艺,引进国外某液化空气公司的氮水预冷、分子筛前端空气净化、带增压透平膨胀机和液体膨胀机的液氧、液氮泵内压缩的空分技术,配置空压机、增压机及汽轮机机组、冷箱等空分设备。
1 发展难点空分设备顾名思议就是把空气中的等离子分子进行分离,广泛应用于工业设备当中。
空分设备制氧技术发展的时间比较的长,主要从国外引进的先进技术。
我国经过几十年的发展,依然有许多待解决的问题。
其中主要的难点有以下几点的要求。
①首先因为很多煤化工企业对于氧气的压力有一定的严格要求,通常从4.0到9.0Mpa,由于国内生产的液氧泵达不到要求,主要依赖于进口设备。
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专题综述空分设备采用空气循环单泵内压缩,膨胀空气进上塔的流程。
倪剑刚:杭氧大型化工型内压缩流程空分技术现状4.2.5精馏系统精馏系统主要包括下塔、上塔、主冷凝蒸发4.2主要配置4.2.1压缩机组器、过冷器等。
上塔采用规整填料塔。
液氧泵采用进口产品,在线备用。
4.2.6透平膨胀机采用国产膨胀机,一用一备。
原料空压机和循环增压空压机都是离心式压缩机,采用单台汽轮机一拖二的驱动方式,压缩机组由沈鼓制造,汽轮机由杭汽制造。
4.2.2空冷系统5乌石化2I:I:QC耐/h空分设备5.1技术参数及流程空冷系统由空冷塔、水冷塔、高低温水泵、冷水机组等组成。
空冷塔和水冷塔均采用散堆填料塔。
由于产品氧、氮的比例为11.67,进人水冷塔用于降低冷却水温度的污氮气不足,需要配置冷水机组。
4.2.3分子筛纯化系统20000时/h空分设备为中石油乌鲁木齐石化公司化肥扩能项目配套。
主工程是用天然气为原料,利用现有装置的潜力,进行产品优化和扩能50%的改造项目。
空分设备主要技术参数见表5,流程如图5所示。
表5乌石化20000m3/h空分设备主要技术参数产品名称高压氧气高压
氮气低压氮气分子筛纯化系统包括分子筛吸附器、蒸汽加热器、电加热器和切换阀等。
分子筛纯化系统采用长周期设计,吸附器为双层床结构,电加热器作为备用加热器。
4.2.4热交换系统产量/(时/h)20000(21000)13715(15000)10000(10000)纯度压力/MPa(G)9.77.92>99.6%仇<lox10一602<lox10一6o20.418主换热器分为低压和高压两组,其中高压换热器采用进口产品。
高压氮气7.92MPa(G)注:括号内为最大工况产量。
高压氧气9.7MPa(G)低压氮气0.418MPa(G)图5乌石化20000m3/h氮气循环内压缩流程空分设备流程简图CryogenicTechnologyNQ52005深冷技术2005年第5期
倪剑刚:杭氧大型化工型内压缩流程空分技术现状专题综述
化工型内压缩流程空分设备来说,最终决定流程的主要因素是氮产品的要求。
以中石化项目为例,中、高压的氮气有3.2MPa和8.2MPa两种压力等级,而通常的内压缩流程所配置的循环压缩机就需要两种出口压力,其中中压的空(氮)气用作膨胀气源,高压的空(氮)气用于中高压液氧的汽化。
采用了氮气循环流程,循环氮压机既提供了内压缩所需要的膨胀气源和汽化气源,还可以为产品氮压机提供3.2MPa和8.2MPa的产品氮气,配置优化,减少投资,是一个非常合理的方案。
如何获得低压产品氮气对流程选择也很重要。
获得低压产品氮气主要有两个方案:①空分设备生产常压氮气,再通过压缩机加压到所需的压力;②对于0.5MPa以下的低压氮气,也可以直接从下塔抽取得到。
不同‘ 的方案决定了不同的投资成本和使用成本。
对于压力在0.45MPa左右而且量不太大的氮气,一般直接从下塔抽取。
这不仅减少投资,而且在能耗上有优势。
至于产品要求比较简单的项目,如渭化28000耐/h空分设备和浩良河18000M3/h空分设备,在流程确定上就没有那么复杂,主要考虑的因素是循环压缩机两段的出口压力如何选定才能够使整体流程最为优化。
当然,影响流程设计的
因素比较复杂,不过以上几点和基础方案的确定有直接的关系,基础方案的成功与否决定了空分设备的投资成本与使用成本。
这是杭氧设计制造的最高压力等级的内压缩流程空分设备,考虑到高压氮气的压力和产量的因素,经过方案优化,采用氮气循环单泵内压缩流程。
同时增压氮压机即作产品氮压机又作循环增压氮压机。
5.2主要配置5.2.1压缩机组原料空压机为MAN公司制造,循环增压氮压机为SIMENS公司制造,均采用电机驱动。
5.2.2空冷系统空冷系统由空冷塔、水冷塔、高低温水泵等组成。
空冷塔和水冷塔均采用散堆填料塔。
由于产品氧、氮的比例为11.18,有足够的污氮气进人水冷塔来降低冷却水温度,从而可以取消冷水机组。
5.2.3分子筛纯化系统分子筛纯化系统包括分子筛吸附器、蒸汽加热器和切换阀等。
分子筛纯化系统采用长周期设计,吸附器为双层床结构。
5.2.4热交换系统主换热器分为低压和高压两组,其中高压换热器采用进口产品。
5.2.5精馏系统精馏系统主要包括下塔、上塔、主冷凝蒸发器、过冷器等。
上塔采用规整填料塔。
液氧泵采用进口产品,在线备用。
5.2.6透平膨胀机采用国产膨胀机,一用一备。
6经验总结从以上五个项目可看出,化工型空分设备氧产
品的压力高,低则4.52MPa,高的要9.7MPa,产品氮气的压力最高的也要8.2MPa。
特别是中石化和中原大化的48000时/h和52000耐/h空分设备,不但氧、氮产品的压力高,而且产品氮气的压力等级也多。
这就要求在确定技术方案时一定要经过多个方案的计算比较,选择一个最优化的、性价比最高的方案。
目的设计,杭氧在大型化工型内压缩经过多项流程空分设备的流程组织、系统配置等方面积累了相当丰富的经验。
(1)关于流程的组织。
内压缩流程比较复杂,有空气循环和氮气循环之分,也有单泵和双(多)泵之分。
流程选择要考虑的因素比较多,不过对于深冷技术2005年第5期(2)除了流程确定,空分设备的配置选择也非常重要。
对于大型内压缩流程空分设备,原料空压机和
增压空气(氮气)压缩机的选择需要非常慎重。
从前面介绍的几个项目来看,主要有三种选择方式:进口、国产或者合作制造。
如果选用进口机组,一般在苏
尔寿和西门子两者之间做比较,都是世界一流制造商,各有特色。
如果选用国产机组,沈鼓是国内实力最强的制造商,在大型空分设备中国产压缩机的设计制造上业绩最多。
而合作制造则是陕鼓的特色,由于和苏尔寿有着良好的合作关系,可以保证合作制造方式的成功。
这三种方式在成本和性能上各有长处。
原料空压机和增压空气(氮气)压缩机采用一拖二驱动的方式比较多,这种方式投资低,只是操NQ520057CyrogenicTechnology
专题综述作略为复杂一些。
而且一般化工行业的用户都采用汽轮机来做驱动,如果用电机驱动,压缩机的启动方式也是一个非常重要的问题。
转动设备除了压缩机,还有低温液体泵和膨胀机等。
低温液体泵都是采用进口产品,性能可靠,而且这部分成本占的比例较小。
膨胀机采用单台进口加上一套机芯总成的方式较多,既保证了机组的性能先进可靠,同时成本增加也不是很多,是一种比较合理的配置方式。
另外,高压板式换热器采用进口产品的也很
多,这主要是出于装置可靠性的考虑。
其实,高压板式换热器国产的业绩很多,如杭氧设计制造的乙烯冷箱中的板式换热器都是高压多股流的,不过用在大型空分设备上的国产高压板式换热器并不多。
倪剑刚:杭氛大型化工型内压缩流程空分技术现状控制阀门在空分设备中的地位也很重要,一般的选型思路是这样:重要的控制阀,如高压或高压差的阀门采用进口,普通的控制阀采用合资产品。
这样一来,既保证了装置操作控制的可靠性,又能够控制成本。
7结束语大型内压缩流程空分设备国产化的时间并不长,国内空分行业也在不断地积累经验,一方面是研发出来的新技术如何运用到设备中去,另一方面是针对空分设备大型化和采用内压缩流程而产生的新问题如何有一个优化的解决方案。
限于篇幅,本文只介绍了杭氧一些项目的基本情况和经验,比较浅显,请各位同行不吝指正。
气体分离设备行业2004年度经济运行情况根据气体分离设备行业中11个主要企业上报的2004年度资料统计,各项主要经济指标比2003年又有所增长。
全元,同比增长26.3%.2004年行业主要经济指标前五名排序见下表。
行业完成现价工业总产值445231万元,同比增长36.2%;完成工业增加值14732
5.2万元,同比增长39.8%;共生产空分设备289套,同比多生产64套;实现产品销售收人467541.9万元,同比增长21.2%;实现利税总额81794.7万2004年在开拓国际市场方面有了新进展,全行业出口交货值22241.3万元,同比增长87.2%;出口创汇2967.3万美元,同比增长110.1%。
产品仍以出口东南亚国家为主,并向欧洲扩展。
2004年行业主要经济指标前五名排序指标名称现价工业第一名杭氧199806第二名川空94740第三名开空52606第四名液空杭州34507第五名苏氧14500总产值(万元)工业增加值(万元)杭氧63097.7川空29296.2液空杭州14954开空14550林德(大连)5816产品销售收人
(万元)利税总额(万元)经济效益杭氧219694.6川空95943开空55450液空杭州36399林德(大连)17105杭氧47284.1川空22405.8液空杭州4527林德(大连)3717开空2755液空杭州565.06林德(大连)304.57杭氧273.29川空252.15苏氧152.49综合指数(%)本刊8CyrogenicTechnologyoN52005深冷技术2005年第5期。