KDON-32000/19000 luftseparationsenheden er den primære offentlige ingeniørenhed til ethylenglycolprojektet på 200.000 t/år. Den leverer primært rå brint til trykforgasningsenheden, ethylenglycolsynteseenheden, svovlgenvindingsenheden og spildevandsbehandlingsenheden, og leverer høj- og lavtryksnitrogen til forskellige enheder i ethylenglycolprojektet til opstartsrensning og tætning, og leverer også enhedsluft og instrumentluft.
A. TEKNISK PROCES
KDON32000/19000 luftseparationsudstyr er designet og fremstillet af Newdraft og anvender procesflowskemaet med fuld lavtryks molekylær adsorptionsrensning, køling med luftboosterturbineudvidelsesmekanisme, intern kompression af produktets ilt, ekstern kompression af lavtryksnitrogen og luftboostercirkulation. Det nederste tårn anvender et højeffektivt sigtepladetårn, og det øvre tårn anvender struktureret pakning og fuld destillation af hydrogenfri argonproduktionsproces.
Råluften suges ind fra indløbet, og støv og andre mekaniske urenheder fjernes af det selvrensende luftfilter. Luften efter filteret kommer ind i centrifugalkompressoren, og efter at være blevet komprimeret af kompressoren, kommer den ind i luftkøletårnet. Under afkøling kan den også rense urenheder, der er letopløselige i vand. Efter at luften har forladt køletårnet, kommer den ind i molekylsigteren til omskiftning. Kuldioxid, acetylen og fugt i luften absorberes. Molekylsigteren bruges i to omskiftningstilstande, hvoraf den ene er aktiv, mens den anden regenererer. Renserensens arbejdscyklus er cirka 8 timer, og en enkelt renser tændes en gang hver 4. time, og den automatiske omskiftning styres af det redigerbare program.
Luften efter molekylsigteadsorberen er opdelt i tre strømme: én strøm udvindes direkte fra molekylsigteadsorberen som instrumentluft til luftseparationsudstyret, én strøm går ind i lavtryks-pladefinnevarmeveksleren, afkøles af refluksforurenet ammoniak og ammoniak og går derefter ind i det nedre tårn. Én strøm går til luftforstærkeren og opdeles i to strømme efter første trins kompression af forstærkeren. Én strøm udvindes direkte og bruges som system-instrumentluft og apparatluft efter trykreduktion, og den anden strøm fortsætter med at være under tryk i forstærkeren og opdeles i to strømme efter komprimering i andet trin. Én strøm udvindes og afkøles til stuetemperatur og går til forstærkerenden af turbineekspanderen for yderligere tryksætning, og udvindes derefter gennem højtryksvarmeveksleren og går ind i ekspanderen for ekspansion og arbejde. Den ekspanderede fugtige luft går ind i gas-væskeseparatoren, og den separerede luft går ind i det nedre tårn. Den flydende luft, der udvindes fra gas-væskeseparatoren, kommer ind i det nederste tårn som flydende luft-tilbageløbsvæske, og den anden strøm fortsætter med at blive tryksat i boosteren til det sidste kompressionstrin, hvorefter den afkøles til stuetemperatur af køleren og kommer ind i højtryks-pladefinnevarmeveksleren til varmeudveksling med flydende ilt og tilbageløbsforurenet nitrogen. Denne del af højtryksluften fortættes. Efter at den flydende luft er udvundet fra bunden af varmeveksleren, kommer den ind i det nederste tårn efter drosling. Efter at luften først er destilleret i det nederste tårn, opnås mager flydende luft, iltrig flydende luft, rent flydende nitrogen og ammoniak med høj renhed. Den magre flydende luft, den iltrige flydende luft og det rene flydende nitrogen superkøles i køleren og drosles ind i det øvre tårn til yderligere destillation. Den flydende ilt, der opnås i bunden af det øvre tårn, komprimeres af den flydende iltpumpe og kommer derefter ind i højtryks-pladefinnevarmeveksleren til genopvarmning og kommer derefter ind i iltrørledningsnettet. Den flydende nitrogen, der opnås i toppen af det nederste tårn, udvindes og kommer ind i lagertanken for flydende ammoniak. Den højrente ammoniak, der opnås i toppen af det nederste tårn, genopvarmes af lavtryksvarmeveksleren og føres ind i ammoniakrørledningsnettet. Lavtryksnitrogenet, der opnås fra den øverste del af det øverste tårn, genopvarmes af lavtryksplade-finnevarmeveksleren og forlader derefter den kolde kasse, hvorefter det komprimeres til 0,45 MPa af nitrogenkompressoren og føres ind i ammoniakrørledningsnettet. En vis mængde argonfraktion udvindes fra midten af det øverste tårn og sendes til det rå xenon-tårn. Xenonfraktionen destilleres i det rå argon-tårn for at opnå rå flydende argon, som derefter sendes til midten af det raffinerede argon-tårn. Efter destillation i det raffinerede argon-tårn opnås raffineret flydende xenon i bunden af tårnet. Den beskidte ammoniakgas trækkes ud fra den øverste del af det øverste tårn, og efter at være blevet genopvarmet af køleren, lavtryks-pladefinnevarmeveksleren og højtryks-pladefinnevarmeveksleren og forlader den kolde kasse, er den opdelt i to dele: Den ene del går ind i dampvarmeren i molekylsigte-rensningssystemet som molekylsigteregenereringsgas, og den resterende beskidte nitrogengas går til vandkøletårnet. Når det flydende ilt-backupsystem skal startes, skiftes den flydende ilt i den flydende iltopbevaringstank til den flydende iltfordamper gennem reguleringsventilen og går derefter ind i iltrørledningsnettet efter at have opnået lavtryksilt. Når det flydende nitrogen-backupsystem skal startes, skiftes den flydende ammoniak i den flydende nitrogenopbevaringstank til den flydende iltfordamper gennem reguleringsventilen og komprimeres derefter af ammoniakkompressoren for at opnå højtryksnitrogen og lavtryksammoniak, og går derefter ind i nitrogenrørledningsnettet.
B. KONTROLSYSTEM
I henhold til luftseparationsudstyrets skala og proceskarakteristika anvendes det distribuerede DCS-styringssystem kombineret med internationalt avancerede DCS-systemer, online-analysatorer til reguleringsventiler og andre måle- og reguleringskomponenter. Ud over at kunne fuldføre processtyringen af luftseparationsenheden kan den også sætte alle reguleringsventiler i en sikker position, når enheden lukkes ned i en ulykke, og de tilsvarende pumper går i en sikkerhedslåsetilstand for at sikre luftseparationsenhedens sikkerhed. Store turbinekompressorenheder bruger ITCC-styringssystemer (integrerede styresystemer til turbinekompressorenheder) til at fuldføre enhedens overhastighedskontrol, nødafbrydelseskontrol og anti-overspændingskontrolfunktioner og kan sende signaler til DCS-styringssystemet i form af fast ledningsføring og kommunikation.
C. Hovedovervågningspunkter for luftseparationsenhed
Renhedsanalyse af produktilt og nitrogengas, der forlader lavtryksvarmeveksleren, renhedsanalyse af flydende luft fra det nedre tårn, analyse af rent flydende nitrogen fra det nedre tårn, renhedsanalyse af gas, der forlader det øvre tårn, renhedsanalyse af gas, der kommer ind i underkøleren, renhedsanalyse af flydende ilt i det øvre tårn, temperatur efter rå kondensatorens tilbageløbslufts konstant flowventil, indikation af tryk og væskeniveau i destillationstårnets gas-væske separator, temperaturindikation af snavset nitrogengas, der forlader højtryksvarmeveksleren, renhedsanalyse af luft, der kommer ind i lavtryksvarmeveksleren, lufttemperatur, der forlader højtryksvarmeveksleren, temperatur og temperaturforskel i snavset ammoniakgas, der forlader varmeveksleren, gasanalyse ved det øvre tårns xenonfraktionsudvindingsport: alle disse er til indsamling af data under opstart og normal drift, hvilket er gavnligt for at justere driftsforholdene for luftseparationsenheden og sikre normal drift af luftseparationsudstyret. Analyse af lattergas og acetylenindhold i hovedkølingen og analyse af fugtindhold i boostluften: for at forhindre luft med fugt i at trænge ind i destillationssystemet, hvilket forårsager størkning og blokering af varmevekslerkanalen, hvilket påvirker varmevekslerens areal og effektivitet, vil acetylen eksplodere, når akkumuleringen i hovedkølingen overstiger en vis værdi. Flydende iltpumpe akseltætningsgasstrøm, trykanalyse, flydende iltpumpe lejevarmertemperatur, labyrinttætningsgastemperatur, flydende lufttemperatur efter ekspansion, ekspandertætningsgastryk, flow, differenstrykindikation, smøreolietryk, olietankniveau og oliekølers bageste temperatur, turbineekspanderens ekspansionsende, boosterende olieindløbsflow, lejetemperatur, vibrationsindikation: alt sammen for at sikre sikker og normal drift af turbineekspanderen og flydende iltpumpen og i sidste ende for at sikre normal drift af luftfraktioneringen.
Molekylsigteopvarmnings hovedtryk, flowanalyse, molekylsigteluftens ind- og udløbstemperaturer (snavset nitrogen), trykindikation, molekylsigte-regenereringsgastemperatur og -flow, visning af rensningssystemmodstand, visning af molekylsigteudløbstrykforskel, dampindløbstemperatur, trykindikationsalarm, H20-analysealarm for regenereringsgasudløbsvarmer, alarm for kondensatudløbstemperatur, molekylsigte-CO2-analyse for luftudløb, visning af luftindtag i det nedre tårn og boosterflow: for at sikre normal tænding af molekylsigte-adsorptionssystemet og for at sikre, at CO2- og H20-indholdet i den luft, der kommer ind i køleboksen, er på et lavt niveau. Visning af instrumentlufttryk: for at sikre, at instrumentluften til luftseparation og den instrumentluft, der tilføres rørledningsnetværket, når 0,6 MPa (G) for at sikre normal produktionsdrift.
D. Luftseparationsenhedens egenskaber
1. Procesegenskaber
På grund af det høje ilttryk i ethylenglycolprojektet anvender KDON32000/19000 luftseparationsudstyret luftforstærkningscyklus, intern kompression af flydende ilt og ekstern ammoniakkompressionsproces, dvs. luftforstærker + flydende iltpumpe + boosterturbineekspander kombineres med en rimelig organisering af varmevekslersystemet for at erstatte den eksterne trykproces-iltkompressor. Sikkerhedsfarerne forårsaget af brugen af iltkompressorer i den eksterne kompressionsproces reduceres. Samtidig kan den store mængde flydende ilt, der udvindes af hovedkølen, sikre, at muligheden for kulbrinteophobning i den primære kølevæske-ilt minimeres for at sikre sikker drift af luftseparationsudstyret. Den interne kompressionsproces har lavere investeringsomkostninger og en mere rimelig konfiguration.
2. Karakteristika for luftseparationsudstyr
Det selvrensende luftfilter er udstyret med et automatisk styresystem, der automatisk kan justere tilbageskylningen og justere programmet i henhold til modstandsstørrelsen. Forkølesystemet anvender et højeffektivt og lavmodstands tilfældigt pakningstårn, og væskefordeleren anvender en ny, effektiv og avanceret fordeler, der ikke kun sikrer fuld kontakt mellem vand og luft, men også varmevekslingsydelsen. En trådnetafdugningsanordning er placeret på toppen for at sikre, at luften fra luftkøletårnet ikke bærer vand. Molekylsigte-adsorptionssystemet anvender langcyklus- og dobbeltlagsrensning. Skiftesystemet anvender slagfri skiftningsstyringsteknologi, og en speciel dampvarmer bruges til at forhindre, at varmedampen lækker til den beskidte nitrogenside under regenereringsfasen.
Hele processen i destillationstårnet anvender internationalt avanceret ASPEN- og HYSYS-softwaresimuleringsberegning. Det nederste tårn anvender et højeffektivt sigtepladetårn, og det øvre tårn anvender et almindeligt pakningstårn for at sikre enhedens ekstraktionshastighed og reducere energiforbruget.
E. Diskussion om processen med aflæsning og lastning af køretøjer med aircondition
1. Betingelser, der skal være opfyldt, før luftseparationen påbegyndes:
Før start skal du organisere og skrive en opstartsplan, herunder opstartsprocessen og håndtering af nødulykker osv. Alle operationer under opstartsprocessen skal udføres på stedet.
Rengøring, skylning og test af smøreoliesystemet er afsluttet. Før smøreoliepumpen startes, skal der tilsættes tætningsgas for at forhindre olielækage. Først skal den selvcirkulerende filtrering af smøreolietanken udføres. Når en vis grad af renlighed er opnået, tilsluttes olierørledningen til skylning og filtrering, men filterpapir tilsættes, før det kommer ind i kompressoren og turbinen, og det udskiftes konstant for at sikre renligheden af den olie, der kommer ind i udstyret. Skylning og idriftsættelse af cirkulationsvandsystemet, vandrensningssystemet og drænsystemet i luftseparationen er afsluttet. Før installation skal den iltberigede rørledning i luftseparationen affedtes, bejdses og passiveres og derefter fyldes med tætningsgas. Rørledninger, maskiner, elektriske apparater og instrumenter (undtagen analyseinstrumenter og måleinstrumenter) i luftseparationsudstyret er installeret og kalibreret for at være kvalificerede.
Alle mekaniske vandpumper, flydende iltpumper, luftkompressorer, boostere, turbineekspandere osv. i drift har betingelserne for start, og nogle bør først testes på en enkelt maskine.
Molekylsigtesystemet har betingelserne for at starte, og det er bekræftet, at det molekylære omskiftningsprogram kan fungere normalt. Opvarmning og rensning af højtryksdampledningen er afsluttet. Standby-instrumentluftsystemet er taget i brug, hvilket holder instrumentlufttrykket over 0,6 MPa (G).
2. Udrensning af rørledninger til luftseparationsenhed
Start smøreoliesystemet og tætningsgasystemet til dampturbinen, luftkompressoren og kølevandspumpen. Før luftkompressoren startes, skal du åbne luftkompressorens udluftningsventil og forsegle luftkøletårnets luftindtag med en blindplade. Efter at luftkompressorens udløbsrør er renset, udstødningstrykket når det nominelle udstødningstryk, og rørledningens udrensningsmål er kvalificeret, skal du tilslutte luftkøletårnets indløbsrør, starte luftforkølesystemet (før udrensning må luftkøletårnets pakning ikke fyldes; luftindløbets molekylsi-adsorberindløbsflange er frakoblet), vent, indtil målet er kvalificeret, start molekylsi-rensningssystemet (før udrensning må molekylsi-adsorberens adsorbent ikke fyldes; luftindløbets køleboksindløbsflange skal frakobles), stop luftkompressoren, indtil målet er kvalificeret, fyld luftkøletårnets pakning og molekylsi-adsorberens adsorbent, og genstart filteret, dampturbinen, luftkompressoren, luftforkølesystemet og molekylsi-adsorptionssystemet efter påfyldning, mindst to ugers normal drift efter regenerering, afkøling, trykforøgelse, adsorption og trykreduktion. Efter en periode med opvarmning kan luftrørene i systemet efter molekylsigteadsorberen og de interne rør i fraktioneringstårnet blæses af. Dette inkluderer højtryksvarmevekslere, lavtryksvarmevekslere, luftboostere, turbineekspandere og tårnudstyr, der tilhører luftseparation. Vær opmærksom på at kontrollere luftstrømmen, der kommer ind i molekylsigtens rensningssystem, for at undgå for stor molekylsigtemodstand, der beskadiger lejelaget. Før fraktioneringstårnet blæses, skal alle luftrør, der kommer ind i fraktioneringstårnets køleboks, være udstyret med midlertidige filtre for at forhindre støv, svejseslagge og andre urenheder i at trænge ind i varmeveksleren og påvirke varmevekslingseffekten. Start smøreolie- og tætningsgassystemet, før turbineekspanderen og flydende iltpumpen blæses af. Alle gastætningspunkter på luftseparationsudstyret, inklusive turbineekspanderens dyse, skal være lukket.
3. Bare køling og endelig idriftsættelse af luftseparationsenhed
Alle rørledninger uden for køleboksen blæses af, og alle rørledninger og udstyr i køleboksen opvarmes og blæses af for at opfylde køleforholdene og forberede sig til køletesten.
Når afkølingen af destillationstårnet begynder, kan den luft, der udledes af luftkompressoren, ikke komme helt ind i destillationstårnet. Den overskydende trykluft udledes til atmosfæren gennem udluftningsventilen, hvorved luftkompressorens udløbstryk forbliver uændret. Efterhånden som temperaturen i hver del af destillationstårnet gradvist falder, vil mængden af inhaleret luft gradvist stige. På dette tidspunkt sendes en del af refluksgassen i destillationstårnet til vandkøletårnet. Køleprocessen skal udføres langsomt og jævnt med en gennemsnitlig kølehastighed på 1 ~ 2 ℃/t for at sikre en ensartet temperatur for hver del. Under køleprocessen skal gasekspanderens kølekapacitet holdes maksimal. Når luften i den kolde ende af hovedvarmeveksleren er tæt på fortætningstemperaturen, slutter køletrinnet.
Kølefasen i køleboksen opretholdes i en periode, og forskellige lækager og andre ufærdige dele kontrolleres og repareres. Stop derefter maskinen trin for trin, begynd at fylde perlesand i køleboksen, start luftseparationsudstyret trin for trin efter fyldning, og genindsæt kølefasen. Bemærk, at når luftseparationsudstyret startes, bruger regenereringsgassen fra molekylsigten den luft, der er renset af molekylsigten. Når luftseparationsudstyret startes, og der er tilstrækkelig regenereringsgas, anvendes den beskidte ammoniakstrømningsvej. Under køleprocessen falder temperaturen i køleboksen gradvist. Koldeboksens ammoniakpåfyldningssystem bør åbnes i tide for at forhindre undertryk i køleboksen. Derefter afkøles udstyret i køleboksen yderligere, luften begynder at blive flydende, væske begynder at dukke op i det nederste tårn, og destillationsprocessen i det øvre og nedre tårn begynder at blive etableret. Juster derefter langsomt ventilerne en efter en for at få luftseparationen til at køre normalt.
Hvis du vil vide mere information, er du velkommen til at kontakte os:
Kontakt: Lyan.Ji
Tlf.: 008618069835230
Mail: Lyan.ji@hznuzhuo.com
WhatsApp: 008618069835230
WeChat: 008618069835230
Opslagstidspunkt: 24. april 2025