Unitatea de separare a aerului KDON-32000/19000 este principala unitate publică de inginerie de suport pentru proiectul de etilen glicol de 200.000 t/an. Aceasta furnizează în principal hidrogen brut unității de gazificare sub presiune, unității de sinteză a etilen glicolului, recuperării sulfului și epurării apelor uzate și furnizează azot de înaltă și joasă presiune diferitelor unități ale proiectului de etilen glicol pentru purjarea și etanșarea la pornire, furnizând, de asemenea, aer pentru unitate și aer pentru instrumente.
A. PROCES TEHNIC
Echipamentul de separare a aerului KDON32000/19000 este proiectat și fabricat de Newdraft și adoptă schema de flux a procesului: purificare completă prin adsorbție moleculară la presiune joasă, refrigerare cu mecanism de expansiune a turbinei de supraalimentare cu aer, compresie internă a oxigenului produs, compresie externă a azotului la presiune joasă și circulație a supraalimentării cu aer. Turnul inferior adoptă un turn cu placă de sită de înaltă eficiență, iar turnul superior adoptă o ambalare structurată și un proces complet de distilare a argonului fără hidrogen.
Aerul brut este aspirat prin orificiul de admisie, iar praful și alte impurități mecanice sunt îndepărtate de filtrul de aer autocurățat. Aerul intră după filtru în compresorul centrifugal și, după ce este comprimat de compresor, intră în turnul de răcire a aerului. În timpul răcirii, aerul poate curăța și impuritățile ușor solubile în apă. După ce iese din turnul de răcire, aerul intră în purificatorul cu sită moleculară pentru comutare. Dioxidul de carbon, acetilena și umiditatea din aer sunt adsorbite. Purificatorul cu sită moleculară este utilizat în două moduri de comutare, unul dintre ele funcționând, în timp ce celălalt se regenerează. Ciclul de funcționare al purificatorului este de aproximativ 8 ore, iar un singur purificator este comutat o dată la 4 ore, iar comutarea automată este controlată de un program editabil.
Aerul de după adsorbantul cu sită moleculară este împărțit în trei fluxuri: un flux este extras direct din adsorbantul cu sită moleculară ca aer de instrument pentru echipamentul de separare a aerului, un flux intră în schimbătorul de căldură cu plăci de joasă presiune, este răcit de amoniacul poluat cu reflux și amoniac, apoi intră în turnul inferior, un flux merge la booster-ul de aer și este împărțit în două fluxuri după prima etapă de compresie a booster-ului. Un flux este extras direct și utilizat ca aer de instrument al sistemului și aer al dispozitivului după ce este redus în presiune, iar celălalt flux continuă să fie presurizat în booster și este împărțit în două fluxuri după ce este comprimat în a doua etapă. Un flux este extras și răcit la temperatura camerei și merge la capătul de pompare al expansorului turbinei pentru o presurizare suplimentară, apoi este extras prin schimbătorul de căldură de înaltă presiune și intră în expansor pentru expansiune și funcționare. Aerul umed expandat intră în separatorul gaz-lichid, iar aerul separat intră în turnul inferior. Aerul lichid extras din separatorul gaz-lichid intră în turnul inferior ca lichid de reflux cu aer lichid, iar celălalt flux continuă să fie presurizat în booster până la etapa finală de compresie, apoi este răcit la temperatura camerei de către răcitor și intră în schimbătorul de căldură cu plăci de înaltă presiune și aripioare pentru schimbul de căldură cu oxigen lichid și azot poluat prin reflux. Această parte a aerului de înaltă presiune este lichefiată. După ce aerul lichid este extras din partea inferioară a schimbătorului de căldură, acesta intră în turnul inferior după strangulare. După ce aerul este inițial distilat în turnul inferior, se obțin aer lichid sărac, aer lichid bogat în oxigen, azot lichid pur și amoniac de înaltă puritate. Aerul lichid sărac, aerul lichid bogat în oxigen și azotul lichid pur sunt suprarăcite în răcitor și strangulare în turnul superior pentru o distilare ulterioară. Oxigenul lichid obținut în partea inferioară a turnului superior este comprimat de pompa de oxigen lichid și apoi intră în schimbătorul de căldură cu plăci de înaltă presiune și aripioare pentru reîncălzire, apoi intră în rețeaua de conducte de oxigen. Azotul lichid obținut în partea superioară a turnului inferior este extras și intră în rezervorul de stocare a amoniacului lichid. Amoniacul de înaltă puritate obținut în partea superioară a turnului inferior este reîncălzit de schimbătorul de căldură de joasă presiune și intră în rețeaua de conducte de amoniac. Azotul de joasă presiune obținut din partea superioară a turnului superior este reîncălzit de schimbătorul de căldură cu plăci și aripioare de joasă presiune, apoi iese din cutia rece, fiind comprimat la 0,45 MPa de către compresorul de azot și intră în rețeaua de conducte de amoniac. O anumită cantitate de fracțiune de argon este extrasă din mijlocul turnului superior și trimisă la turnul de xenon brut. Fracțiunea de xenon este distilată în turnul de argon brut pentru a obține argon lichid brut, care este apoi trimis la mijlocul turnului de argon rafinat. După distilarea în turnul de argon rafinat, xenonul lichid rafinat este obținut în partea inferioară a turnului. Gazul de amoniac murdar este extras din partea superioară a turnului superior și, după ce este reîncălzit de răcitor, schimbătorul de căldură cu plăci de joasă presiune și schimbătorul de căldură cu plăci de înaltă presiune și iese din cutia rece, este împărțit în două părți: o parte intră în încălzitorul cu abur al sistemului de purificare cu sită moleculară ca gaz de regenerare a sitei moleculare, iar gazul de azot murdar rămas merge la turnul de răcire cu apă. Când sistemul de rezervă cu oxigen lichid trebuie pornit, oxigenul lichid din rezervorul de stocare a oxigenului lichid este comutat în vaporizatorul de oxigen lichid prin supapa de reglare și apoi intră în rețeaua de conducte de oxigen după obținerea oxigenului de joasă presiune; când sistemul de rezervă cu azot lichid trebuie pornit, amoniacul lichid din rezervorul de stocare a azotului lichid este comutat în vaporizatorul de oxigen lichid prin supapa de reglare și apoi comprimat de compresorul de amoniac pentru a obține azot de înaltă presiune și amoniac de joasă presiune, apoi intră în rețeaua de conducte de azot.
B. SISTEM DE CONTROL
În funcție de amploarea și caracteristicile procesului echipamentului de separare a aerului, se adoptă sistemul de control distribuit DCS, combinat cu selecția unor sisteme DCS avansate la nivel internațional, analizoare online pentru supape de control și alte componente de măsurare și control. Pe lângă faptul că poate finaliza controlul procesului unității de separare a aerului, acesta poate, de asemenea, pune toate supapele de control într-o poziție sigură atunci când unitatea este oprită în urma unui accident, iar pompele corespunzătoare intră într-o stare de interblocare de siguranță pentru a asigura siguranța unității de separare a aerului. Unitățile mari de compresoare cu turbină utilizează sisteme de control ITCC (sisteme de control integrate ale unității de compresor cu turbină) pentru a finaliza funcțiile de control al declanșării la supraturație, control al întreruperii de urgență și control anti-supratensiune ale unității și pot trimite semnale către sistemul de control DCS sub formă de cablare fixă și comunicare.
C. Principalele puncte de monitorizare ale unității de separare a aerului
Analiza purității oxigenului și azotului gazos produs care iese din schimbătorul de căldură de joasă presiune, analiza purității aerului lichid din turnul inferior, analiza azotului lichid pur din turnul inferior, analiza purității gazului care iese din turnul superior, analiza purității gazului care intră în subrăcitor, analiza purității oxigenului lichid din turnul superior, temperatura după refluxul condensatorului brut al supapei de debit constant al aerului lichid, indicarea presiunii și nivelului de lichid al separatorului gaz-lichid al turnului de distilare, indicarea temperaturii a azotului gazos murdar care iese din schimbătorul de căldură de înaltă presiune, analiza purității aerului care intră în schimbătorul de căldură de joasă presiune, temperatura aerului care iese din schimbătorul de căldură de înaltă presiune, temperatura și diferența de temperatură a amoniacului gazos murdar care iese din schimbătorul de căldură, analiza gazului la orificiul de extracție a fracției de xenon din turnul superior: toate acestea sunt pentru colectarea datelor în timpul pornirii și funcționării normale, ceea ce este benefic pentru reglarea condițiilor de funcționare ale unității de separare a aerului și asigurarea funcționării normale a echipamentului de separare a aerului. Analiza conținutului de protoxid de azot și acetilenă în răcirea principală și analiza conținutului de umiditate din aerul de supraalimentare: pentru a preveni pătrunderea aerului cu umiditate în sistemul de distilare, provocând solidificarea și blocarea canalului schimbătorului de căldură, afectând suprafața și eficiența schimbătorului de căldură, acetilena va exploda după ce acumularea în răcirea principală depășește o anumită valoare. Debitul de gaz al etanșării arborelui pompei de oxigen lichid, analiza presiunii, temperatura încălzitorului rulmentului pompei de oxigen lichid, temperatura gazului etanșării labirintice, temperatura aerului lichid după expansiune, presiunea gazului etanșării expansorului, debitul, indicarea presiunii diferențiale, presiunea uleiului de ungere, nivelul rezervorului de ulei și temperatura din spate a răcitorului de ulei, capătul de expansiune al expansorului turbinei, debitul de admisie a uleiului la capătul servomotor, temperatura rulmentului, indicarea vibrațiilor: toate acestea pentru a asigura funcționarea sigură și normală a expansorului turbinei și a pompei de oxigen lichid și, în cele din urmă, pentru a asigura funcționarea normală a fracționării aerului.
Presiunea principală de încălzire a sitei moleculare, analiza debitului, temperaturile de intrare și ieșire a aerului sitei moleculare (azot murdar), indicarea presiunii, temperatura și debitul gazului de regenerare a sitei moleculare, indicarea rezistenței sistemului de purificare, indicarea diferenței de presiune la ieșirea sitei moleculare, temperatura de intrare a aburului, alarma de indicare a presiunii, alarma de analiză a H20 la încălzitorul de ieșire a gazului de regenerare, alarma de temperatură la ieșirea condensului, analiza CO2 la ieșirea aerului sitei moleculare, indicarea debitului turnului inferior de admisie a aerului și a debitului de rapel: pentru a asigura funcționarea normală a sistemului de adsorbție a sitei moleculare și pentru a se asigura că conținutul de CO2 și H20 din aerul care intră în cutia rece este la un nivel scăzut. Indicarea presiunii aerului din instrument: pentru a se asigura că aerul din instrument pentru separarea aerului și aerul din instrument furnizat rețelei de conducte ating 0,6 MPa (G) pentru a asigura funcționarea normală a producției.
D. Caracteristicile unității de separare a aerului
1. Caracteristicile procesului
Datorită presiunii ridicate a oxigenului din proiectul etilenglicolului, echipamentul de separare a aerului KDON32000/19000 adoptă un ciclu de amplificare a aerului, compresie internă a oxigenului lichid și un proces de compresie externă a amoniacului, adică amplificatorul de aer + pompa de oxigen lichid + expansorul turbinei de amplificare sunt combinate cu o organizare rezonabilă a sistemului de schimbător de căldură pentru a înlocui compresorul de oxigen din procesul de presiune externă. Riscurile de siguranță cauzate de utilizarea compresoarelor de oxigen în procesul de compresie externă sunt reduse. În același timp, cantitatea mare de oxigen lichid extrasă prin răcirea principală poate asigura că posibilitatea acumulării de hidrocarburi în oxigenul lichid de răcire principală este redusă la minimum, pentru a asigura funcționarea în siguranță a echipamentului de separare a aerului. Procesul de compresie internă are costuri de investiție mai mici și o configurație mai rezonabilă.
2. Caracteristicile echipamentelor de separare a aerului
Filtrul de aer autocurățat este echipat cu un sistem de control automat, care poate temporiza automat spălarea inversă și poate ajusta programul în funcție de dimensiunea rezistenței. Sistemul de prerăcire adoptă un turn de umplutură aleatorie de înaltă eficiență și rezistență scăzută, iar distribuitorul de lichid adoptă un distribuitor nou, eficient și avansat, care nu numai că asigură contactul complet dintre apă și aer, dar asigură și performanța schimbului de căldură. Un dezaburitor din plasă de sârmă este amplasat în partea superioară pentru a se asigura că aerul care iese din turnul de răcire a aerului nu transportă apă. Sistemul de adsorbție cu sită moleculară adoptă un ciclu lung de purificare și un pat dublu strat. Sistemul de comutare adoptă o tehnologie de control al comutației fără impact, iar un încălzitor special cu abur este utilizat pentru a preveni scurgerea aburului de încălzire pe partea cu azot murdar în timpul etapei de regenerare.
Întregul proces al sistemului turnului de distilare adoptă simularea prin software-ul ASPEN și HYSYS, avansat la nivel internațional. Turnul inferior adoptă un turn cu placă de sită de înaltă eficiență, iar turnul superior adoptă un turn de umplere obișnuit pentru a asigura rata de extracție a dispozitivului și a reduce consumul de energie.
E. Discuție privind procesul de descărcare și încărcare a vehiculelor cu aer condiționat
1. Condiții care trebuie îndeplinite înainte de începerea separării aerului:
Înainte de a începe, organizați și redactați un plan de pornire, inclusiv procesul de pornire și gestionarea accidentelor de urgență etc. Toate operațiunile din timpul procesului de pornire trebuie efectuate la fața locului.
Curățarea, spălarea și testarea funcționării sistemului de ulei de ungere sunt finalizate. Înainte de pornirea pompei de ulei de ungere, trebuie adăugat gaz de etanșare pentru a preveni scurgerile de ulei. Mai întâi, trebuie efectuată filtrarea autocirculantă a rezervorului de ulei de ungere. Când se atinge un anumit grad de curățenie, conducta de ulei este conectată pentru spălare și filtrare, dar se adaugă hârtie de filtru înainte de intrarea în compresor și turbină și este înlocuită constant pentru a asigura curățenia uleiului care intră în echipament. Spălarea și punerea în funcțiune a sistemului de apă circulantă, a sistemului de curățare a apei și a sistemului de drenaj al separării aerului sunt finalizate. Înainte de instalare, conducta îmbogățită cu oxigen a separării aerului trebuie degresată, decapată și pasivată, apoi umplută cu gaz de etanșare. Conductele, utilajele, instalațiile electrice și instrumentele (cu excepția instrumentelor analitice și a instrumentelor de măsurare) ale echipamentului de separare a aerului au fost instalate și calibrate pentru a fi calificate.
Toate pompele mecanice de apă, pompele de oxigen lichid, compresoarele de aer, pompele de ridicare a presiunii, expansoarele turbinelor etc. aflate în funcțiune au condițiile necesare pentru pornire, iar unele ar trebui testate mai întâi pe o singură mașină.
Sistemul de comutare a sitei moleculare are condițiile pentru pornire, iar programul de comutare moleculară a fost confirmat ca fiind capabil să funcționeze normal. Încălzirea și purjarea conductei de abur de înaltă presiune au fost finalizate. Sistemul de aer pentru instrumente în standby a fost pus în funcțiune, menținând presiunea aerului pentru instrumente peste 0,6 MPa(G).
2. Purjarea conductelor unității de separare a aerului
Porniți sistemul de ulei de ungere și sistemul de gaz de etanșare al turbinei cu abur, compresorului de aer și pompei de apă de răcire. Înainte de a porni compresorul de aer, deschideți supapa de aerisire a compresorului de aer și etanșați admisia de aer a turnului de răcire cu o placă oarbă. După ce conducta de ieșire a compresorului de aer este purjată, presiunea de evacuare atinge presiunea nominală de evacuare și ținta de purjare a conductei este calificată, conectați conducta de admisie a turnului de răcire cu aer, porniți sistemul de prerăcire a aerului (înainte de purjare, garnitura turnului de răcire cu aer nu trebuie umplută; flanșa de admisie a adsorbantului sitei moleculare de admisie a aerului este deconectată), așteptați până când ținta este calificată, porniți sistemul de purificare a sitei moleculare (înainte de purjare, adsorbantul sitei moleculare nu trebuie umplut; flanșa de admisie a cutiei reci de admisie a aerului trebuie deconectată), opriți compresorul de aer până când ținta este calificată, umpleți garnitura turnului de răcire cu aer și adsorbantul sitei moleculare și reporniți filtrul, turbina cu abur, compresorul de aer, sistemul de prerăcire a aerului, sistemul de adsorbție a sitei moleculare după umplere, cel puțin două săptămâni de funcționare normală după regenerare, răcire, creșterea presiunii, adsorbție și reducerea presiunii. După o perioadă de încălzire, conductele de aer ale sistemului de după adsorbantul sitei moleculare și conductele interne ale turnului de fracționare pot fi suflate. Aceasta include schimbătoarele de căldură de înaltă presiune, schimbătoarele de căldură de joasă presiune, boostere de aer, expansoarele turbinei și echipamentele turnului aparținând separării aerului. Acordați atenție controlului fluxului de aer care intră în sistemul de purificare a sitei moleculare pentru a evita rezistența excesivă a sitei moleculare care ar putea deteriora stratul de aer. Înainte de suflarea turnului de fracționare, toate conductele de aer care intră în cutia rece a turnului de fracționare trebuie echipate cu filtre temporare pentru a preveni pătrunderea prafului, a zgurii de sudură și a altor impurități în schimbătorul de căldură și afectarea efectului de schimb de căldură. Porniți sistemul de ulei lubrifiant și gaz de etanșare înainte de a sufla expansorul turbinei și pompa de oxigen lichid. Toate punctele de etanșare a gazelor ale echipamentului de separare a aerului, inclusiv duza expansorului turbinei, trebuie închise.
3. Răcire simplă și punere în funcțiune finală a unității de separare a aerului
Toate conductele din afara cutiei reci sunt suflate, iar toate conductele și echipamentele din cutia rece sunt încălzite și suflate pentru a îndeplini condițiile de răcire și a se pregăti pentru testul de răcire la gol.
Când începe răcirea turnului de distilare, aerul evacuat de compresorul de aer nu poate intra complet în turnul de distilare. Excesul de aer comprimat este evacuat în atmosferă prin supapa de aerisire, menținând astfel presiunea de refulare a compresorului de aer neschimbată. Pe măsură ce temperatura fiecărei părți a turnului de distilare scade treptat, cantitatea de aer inhalat va crește treptat. În acest moment, o parte din gazul de reflux din turnul de distilare este trimisă către turnul de răcire cu apă. Procesul de răcire trebuie efectuat lent și uniform, cu o rată medie de răcire de 1 ~ 2 ℃/h pentru a asigura o temperatură uniformă a fiecărei părți. În timpul procesului de răcire, capacitatea de răcire a expansorului de gaz trebuie menținută la maxim. Când aerul de la capătul rece al schimbătorului de căldură principal este aproape de temperatura de lichefiere, etapa de răcire se încheie.
Etapa de răcire a cutiei reci este menținută o perioadă de timp, iar diverse scurgeri și alte piese nefinisate sunt verificate și reparate. Apoi, opriți mașina pas cu pas, începeți încărcarea nisipului perlat în cutia rece, porniți echipamentul de separare a aerului pas cu pas după încărcare și reintrați în etapa de răcire. Rețineți că atunci când echipamentul de separare a aerului este pornit, gazul de regenerare al sitei moleculare utilizează aerul purificat de sita moleculară. Când echipamentul de separare a aerului este pornit și există suficient gaz de regenerare, se utilizează calea de curgere a amoniacului murdar. În timpul procesului de răcire, temperatura din cutia rece scade treptat. Sistemul de umplere cu amoniac al cutiei reci trebuie deschis la timp pentru a preveni presiunea negativă în cutia rece. Apoi, echipamentul din cutia rece este răcit în continuare, aerul începe să se lichefieze, lichidul începe să apară în turnul inferior și începe să se stabilească procesul de distilare al turnurilor superior și inferior. Apoi, reglați lent supapele una câte una pentru a face ca separarea aerului să funcționeze normal.
Dacă doriți să aflați mai multe informații, vă rugăm să ne contactați gratuit:
Contact: Lyan.Ji
Tel: 008618069835230
Mail: Lyan.ji@hznuzhuo.com
Whatsapp: 008618069835230
WeChat: 008618069835230
Data publicării: 24 aprilie 2025