Всевозможные компрессоры и паровые турбины всем знакомы, но действительно ли вы понимаете их роль в разделении воздуха? Цех разделения воздуха на заводе, вы знаете, что это такое? Разделение воздуха, говоря простым языком, представляет собой полный набор промышленного оборудования, используемого для разделения различных компонентов воздуха для получения кислорода, азота и аргона. Существуют также благородные газы, такие как гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон и др.
Оборудование для разделения воздуха использует воздух в качестве сырья, глубоко замораживает воздух в жидкость с помощью метода цикла сжатия, а затем постепенно генерирует инертный газ, такой как кислород, азот и аргон, из разделения жидкого воздуха после ректификации. Металлургия, профессиональные, крупномасштабные азотные удобрения, газоснабжение и т. Д.
Вкратце, системный процесс разделения воздуха включает в себя:
■ Система сжатия
■ Система предварительного охлаждения
■ Система очистки
■ система теплообмена
■ Система доставки продукции
■ Расширенная система охлаждения
■ Дистилляционная колонна
■ Система жидкостного насоса
■ Система сжатия продукта
Мы вводим оборудование по одному в соответствии с технологическим потоком системы разделения воздуха:
система сжатия
Существуют самоочищающиеся воздушные фильтры, паровые турбины, воздушные компрессоры, нагнетатели, приборные компрессоры и т. д.
(1) Самоочищающийся фильтр обычно увеличивается с увеличением объема воздуха, увеличивается количество фильтрующих элементов и количество слоев. Как правило, двухслойная компоновка превышает 25,000, а трехслойная - выше 60,000. Как правило, для одного компрессора требуется отдельный фильтр. , и при этом устроенный в верхнем вентиляционном отверстии.
(2) Паровая турбина представляет собой тип расширения пара высокого давления, который работает и приводит во вращение коаксиальное рабочее колесо, тем самым совершая работу над рабочим телом. Обычными формами паровых турбин являются полная конденсация, полное противодавление и насосная, а наиболее часто используемая - насосная.
(4) Воздушные компрессоры обычно вкладывают в одновальные изотермические центробежные компрессоры для крупномасштабных воздухоразделительных установок. Импортное потребление энергии примерно на 2 процента ниже, чем внутреннее, а инвестиции на 80 процентов выше. Как правило, существует требование к минимальному противопомпажному потоку всасывания, входной направляющий аппарат используется для регулирования потока, а импортный отечественный блок представляет собой четырехступенчатое сжатие и трехступенчатое охлаждение (конечная ступень не охлаждается). Главный воздушный компрессор оснащен системой промывки водой, которая используется для промывки отложений на поверхностях рабочих колес и улитках всех ступеней. Система поставляется вместе с хостом.
(5) Нагнетатель Как правило, при капиталовложениях в крупные воздухоразделительные установки используются два типа одновальных изотермических центробежных компрессоров и шестеренчатые центробежные компрессоры. Среди них редукторный тип имеет большие преимущества в энергопотреблении, особенно в случае высокого давления.
(6) Компрессоры приборного газа обычно бывают трех видов: безмасляные винтовые, поршневые и центробежные. Поскольку поршневой тип и центробежный тип, естественно, не содержат масла, нет необходимости в обезжиривающем устройстве, требуются только сушильное устройство (удаление воды) и прецизионный фильтр (удаление твердых частиц); винтовые машины, как правило, имеют масляные и безмасляные и маслоотделяющие. Во-вторых, шнековые машины с впрыском масла должны быть оснащены обезжиривающим устройством, и в то же время необходимо установить очень высокоточный обезжиривающий фильтр, чтобы соответствовать процессу. Он безмасляный, недостаток в том, что он дороже. Поршневой тип подходит для объема воздуха ниже 500 Нм³/ч; объем воздуха ниже 2000 Нм³/ч подходит для винтовых или поршневых машин; объем воздуха превышает 2000 Нм³/ч, то есть доступны три модели. Когда объем воздуха большой, преимущества центробежных компрессоров заключаются в меньшем количестве изнашиваемых деталей, удобном обслуживании и высокой экономичности.
Инструментальный компрессор используется во время движения и извлекается очистителем с молекулярным ситом после нормальной работы.
Система предварительного охлаждения
Воздушная градирня системы предварительного охлаждения имеет две формы: замкнутую циркуляцию (воздушная градирня разделена на верхнюю и нижнюю части, а охлажденная вода циркулирует между верхней частью воздушной градирни и водяной градирней) и открытая циркуляция (водоподвод и оборотная система водоснабжения). Замкнутые контуры в основном используются на химических заводах с плохим качеством воды, где необходимо добавлять свежую воду и химикаты. Широко используется открытая циркуляция, но система оборотного водоснабжения также должна регулярно пополняться свежей водой, а система предварительного охлаждения также должна учитывать летние условия.
Нижняя часть воздушной градирни обычно представляет собой кольцо Палла из нержавеющей стали диаметром 1 м Φ76 (высокая температура), кольцо Палла из армированного полипропилена диаметром 3 м Φ76 (большой флюс) и кольцо Палла из армированного полипропилена диаметром 4 м Φ50.
Есть также два типа градирен: двухступенчатые (без внешнего источника холода, достаточная рекуперация сухих сточных вод с охлаждением азотом, так что система предварительного охлаждения гарантирована, но сопротивление удваивается, (7 метров плюс 7 метров полипропиленовое кольцо Палла φ50) и тип секций (с внешним источником охлаждения, 8 метров полипропиленовое кольцо Палла φ50).
Кроме того, все входы воды системы предварительного охлаждения должны быть оборудованы фильтрами (обычно 6 штук: 4 насоса, входы воды градирен и входы воды на испарительной стороне чиллера) для предотвращения попадания примесей в система. Действие системы предварительного охлаждения проверяется следующим образом: газ на выходе из нижней 4-метровой секции насадки на 1 градус ниже, чем вода на входе; выходной газ верхней 8-метровой секции насадки выше уровня воды на 1 градус. Как правило, термометр устанавливается в середине градирни с воздушным охлаждением (заходя внутрь).
Система очистки
В адсорбере используются три типа систем очистки: вертикальный осевой поток, горизонтальный двойной слой и вертикальный радиальный поток.
Вертикальный осевой поток в основном используется для поддержки воздухоразделительного оборудования класса 10000 (диаметр достиг 4,6 м), толщина слоя составляет 1550∽2300 мм, и могут быть установлены как двойные, так и одинарные слои.
Горизонтальные двухъярусные кровати в основном используются для поддержки больших и средних воздухоразделительных установок. Толщина слоя составляет 1150 мм (молекулярное сито) плюс 350 мм (алюминиевый клей).
Адсорбер с вертикальным радиальным потоком может эффективно использовать внутреннее пространство контейнера, расширять площадь адсорбционного слоя того же диаметра примерно в 1,5 раза и может эффективно уменьшать высоту башни, в то время как вертикальная занимаемая площадь невелика. Благодаря равномерному распределению воздуха, отличному от горизонтального адсорбера, количество молекулярного сита уменьшается на 20 процентов, а потребление возобновляемой энергии также экономится на 20 процентов.
Однако недостатком вертикального радиального потока является центральная концентрация (сектор) воздушного потока, что делает его более быстрым, чем горизонтальный радиальный поток (CO2< 0.5ppm).="" the="" bed="" thickness="" is="" 1000mm+200mm,="" and="" the="" vertical="" runoff="" can="" meet="" the="" configuration="" of="" air="" separation="" equipment="" above="">
Существует два типа регенеративного отопления: электрические нагреватели и паровые нагреватели.
Пароподогреватели включают горизонтальные (градусы ниже 40,000), вертикальные (степени выше 40,000) и вертикальные высокоэффективные паровые нагреватели (высокий коэффициент использования пара, экономия энергии 20 %). Схема: паровая нагреватель (с точкой обнаружения утечки H2O); Электрические нагреватели (двойного назначения и одного резервного или одного использования и одного резервного) параллельно (настройка блокировки высокой температуры и низкого расхода для предотвращения перегорания, материал нагревательной трубки 1Cr18Ni9Ti); электрический нагреватель (для активации и регенерации, 250∽300 градусов) и паровой нагреватель подключен параллельно; электронагреватель включается последовательно с паровым нагревателем (при низкой температуре пара сопротивление регенерации велико).
Системе очистки также необходимо настроить конвейер дроссельной регенерации для удовлетворения потребностей запуска. Кроме того, установите предохранительный клапан на стороне регенерационного газа и установите предохранительный клапан на стороне парового нагревателя, чтобы предотвратить утечку или избыточное давление на стороне высокого давления оборудования или клапана, а также дросселирование избыточного давления.
Путь регенеративного потока оснащен ручным дроссельным клапаном для распределения сопротивления, чтобы основная башня работала стабильно (или не использовалась, используя регулировку времени главного регулирующего клапана).
Итак, система теплообмена
Система теплообмена строго спроектирована со смешанной средой, протекающей в одном и том же теплообменнике, теплопередача каждой среды автоматически сбалансирована, а потребление энергии низкое, но это приведет к тому, что все теплообменники будут теплообменниками высокого давления в внутренний процесс сжатия, что приведет к увеличению инвестиций. Накопление, поэтому организация выше уровня 20000 или шунтирования теплообменника сжатия высокого и низкого давления является более экономичной, и все ниже уровня 20000 используют конфигурацию теплообменника высокого давления.
Товар отправлен
Для продуктов с кислородом и азотом низкого давления установите регулирующий клапан продукта и канал выхлопного потока, и выхлопной газ поступает в глушитель (углеродистая сталь для азота, нержавеющая сталь для кислорода). Азот гниения установлен для сточных вод градирни водоснабжения (азот гниения имеет эффект сброса сточных вод, повторного смешивания и регулировки давления, так что диаметр градирни градирни может соответствовать требованиям к сбросу , особенно когда можно ввести азот, так что высокое давление в градирне не подавляется, а сопротивление водяной градирни 6 кПа (высота заполнения 8 метров), трубы и клапаны 4 кПа, перепад давления атмосферного выпускного отверстия 2 кПа, a всего 12 кПа).
Для кислородных продуктов высокого давления выхлоп дросселируется в два этапа. Во-первых, газовое сопло продукта высокого давления проходит через эксцентриковый редуктор до 10 бар изб., а пластина шумоподавления из монеля устанавливается посередине. Затем диаметр трубы увеличивается с помощью эксцентрикового редуктора, а скорость потока кислородной среды регулируется ниже 10 м/с. Азотные продукты высокого давления, азотные продукты сначала дросселируются до 10 бар, проходят через пластину шумоподавления из нержавеющей стали, а затем поступают в дроссельное отверстие башни шумоподавления, компоненты шумоподавления из углеродистой стали; внутри противовзрывной стены).
Башня глушителя также может быть объединена с системой воздушного компрессора, наддувом воздушного компрессора и снижением шума (рассчитывается в зависимости от количества воздушных компрессоров), через башню глушителя и декомпрессионный воздух системы очистки, наддув и обратный поток. , и нагнетательная часть.
Расширение системы охлаждения
Существует три типа расширителей: расширители низкого давления, расширители среднего давления и жидкостные расширители.
Для определенного типа детандера чем больше объемный расход рабочего тела, тем выше КПД. Как правило, эффективность расширителя низкого давления с расходом более 8000 Нм³ составляет 85–88 процентов, а эффективность расхода менее 3000–8000 Нм³ будет составлять всего 70–80 процентов.
Расширитель среднего давления обычно использует импортный, сделанный в Китае (запасные части). КПД импортного детандера составляет 82∽91 процент (по давлению менее 4 баллов) при расходе воздуха более 8000Нм³/ч; КПД отечественного детандера 78∽87 процентов (напорный конец менее 5 баллов).
Перед запуском детандера его необходимо продуть (удалить примеси в системе трубопроводов и примеси в улитке расширителя), затем ввести уплотняющий газ (обычно подается со стороны бустерного конца), а затем циркуляцию и внутренней циркуляции внешней маслосистемы. После завершения проверки блокировки ее можно запускать. После прохождения холодного испытания его можно подвергать холодному натяжению. Холодный пуск требует запуска подогревателя бака, а не после нормальной работы. В этот момент тепло и холод подшипника уравновешены.
Суть расширителя жидкости заключается в использовании напора жидкости высокого давления для совершения гидравлической работы (при этом энтальпия жидкости снижается, но ей далеко до газа). Как правило, воздухоразделительные установки с внутренним давлением выше 40000 могут использовать жидкостный расширитель для замены жидкостно-воздушного дроссельного клапана высокого давления. Преимущество заключается в том, что механизм жидкостного расширения используется для охлаждения и расширения выработки электроэнергии для достижения цели энергосбережения, что обычно может обеспечить экономию энергии около 2 процентов, но его инвестиции составляют десятки миллионов юаней.
Дистилляционная колонна
В градирнях класса 1,5∽50000 используется больше градирен с ситовыми тарелками, а диаметр градирни с циркуляционной тарелкой ниже класса 15000 имеет больше преимуществ (конвекция жидкости длиннее, но производство усложняется). В четырех переливных башнях преобладают более 30 000 сортов, а потребление энергии насадочной башни низкое, но высота башни должна быть увеличена на 5 метров. Воздушное разделение более чем на 50 000 градаций является более выгодным, особенно когда верхняя и нижняя башни расположены параллельно.
Насадочные колонны используются для верхней колонны, колонны с сырым аргоном и колонны с тонким аргоном. Производитель обычно Sulzer или Tianda Beiyang. Источником холода колонны сырого аргона обычно является обогащенный кислородом жидкий воздух, а отработанный газ может быть сброшен в грязный азотный трубопровод, поэтому потребление энергии низкое, когда система аргона остановлена. Источником тепла аргоновой колонны является обогащенный кислородом жидкий воздух или азот в нижней колонне, а источником холода может быть обедненный жидкий воздух или жидкий азот. Сырье может находиться в жидкой или газовой фазе. Следует отметить, что требования к герметизации пластинчатого конденсатора колонны сырого аргона относительно высоки, в противном случае продукт аргона не будет соответствовать требованиям.
Основное охлаждение включает однослойное, вертикальное двухслойное, горизонтальное двухслойное, вертикальное трехслойное и основное охлаждение с падающей пленкой (жидкий кислород и газообразный кислород капельно, с потоком азота).
Существует 6 способов устройства ректификационной колонны:
(1) Вертикальное расположение верхней и нижней башен является обычным. Высота нижней колонны мала, и жидкости из нижней колонны трудно попасть в верхнюю колонну или в конденсатор толстой аргоновой колонны без нижней колонны (он может удовлетворить восходящее обратное давление всей жидкой фазы в трубопроводе, и диаметр трубы в это время не может быть маленьким);
(2) Vertical arrangement, regular arrangement up and down, medium height, it is difficult for the liquid to enter the column or the condenser of the crude argon column in the column adopts a stripping line to extract the liquid into the column (the outlet of the pipe meets rho nu squared >3000, rho — плотность, nu — расход, положение входа — 1% высоты испарительной трубы, требуется надлежащий узкий диаметр трубы, а степень переохлаждения жидкости невелика);
(3) Верхняя колонна расположена в секции перегонки аргона. Для подключения верхней колонны используются два циркуляционных кислородных насоса. Меньшая высота верхней колонны может решить проблему, заключающуюся в том, что жидкость в нижней колонне не может попасть в верхнюю колонну или в конденсатор колонны неочищенного аргона.
(4) Верхняя колонна собрана в секции аргоновых фракций и соединена циркуляционным насосом. Верхняя часть колонны сырого аргона расположена в верхней части верхней колонны, что позволяет уменьшить пространство в холодильной камере.
(5) Башня устроена независимо и соединена циркуляционным насосом, а основное охлаждение находится в верхней части башни. Преимущество в том, что основное охлаждение можно сделать большим;
(6) Верхняя башня самостоятельно устроена в холодном месте и соединена циркуляционным насосом. Верх колонны неочищенного аргона расположен в верхней части верхней колонны. Преимущество в том, что основное охлаждение можно сделать очень большим, а также уменьшить пространство холодильной камеры.
Система жидкостного насоса
Горизонтальный насос расположен горизонтально под сливной трубой (жидкость поступает в трубу), и необходимо установить отопительный газ (установлен в насосе, либо фильтр перед насосом для предотвращения попадания примесей), герметизацию воздуха, слив и вытяжку клапан (нижний слив, высокий выпуск) и обратная труба (впуск жидкости), скорость вращения горизонтального насоса не должна быть слишком высокой, а общее давление ниже 30 бар изб. Горизонтальный насос имеет лучшую нагрузку на подшипник холодной усадки из-за горизонтальной компоновки, но динамическая балансировка высокоскоростного ротора недостаточно хороша.
Вертикальный насос имеет подвеску на подшипниках (входная труба для воды выше, чем сливная труба), которая выдерживает большое тяговое усилие, направленное вниз. Центр тяжести ротора и вала рекомбинируется, и скорость может быть очень высокой; как правило, выше 30 бар, необходимо установить: возвратный воздух перед насосом (обратите внимание, что нет горизонтального насоса), нагревательный газ (устанавливается перед фильтром насоса, высокий вход), уплотняющий газ, выпускной клапан (низкий выпуск, высокий выпуск). , убедитесь, что он полностью холодный во время предварительного охлаждения) и возвратный трубопровод (стадия входа обратной жидкости). Вертикальные насосы, как правило, многоступенчатые, и обратный трубопровод не должен быть нисходящим (плоским или наклонным вверх), иначе газ не будет отводиться, что легко приведет к кавитации насоса. также,
Насос жидкого кислорода Насос жидкого азота находится в режиме холодного резерва, давление уплотняющего газа насоса жидкого азота превышает 7 бар изб.; давление уплотняющего газа кислородного насоса составляет 4 бар изб. (давление нижней башни может быть удовлетворено азотом); Жидкий аргон испаряется и герметизируется, а скорость потока должна иметь 20-процентный запас. Как правило, обратный клапан самого насоса для жидкого аргона управляется байпасом давления, а уровень потока выпускного клапана контролируется двухконтурным управлением.
Система сжатия продукта
Проницаемость азота может соответствовать обычному сжатому воздуху, азотный турбокомпрессор имеет более высокое давление, а тип шестерни более энергоэффективен.
Кислород сжимается до 30 бар через ряд (8 ступеней) в соответствии с давлением одного баллона (низкое давление) и двух баллонов (высокое давление и низкое давление), как правило, ниже 30 бар изб., необходимо установить уплотняющий газ 5 бар изб. давление азота может быть удовлетворено), и в то же время, поскольку кислородная среда представляет собой огневое кольцо с высокой температурой и высоким давлением, все части сверхтока изготовлены из медного сплава, и необходимо настроить безопасный азот, что обычно учитывается инженерами. дизайн; цена проникновения импортного кислорода относительно высока, примерно в 2 раза выше, чем у отечественных продуктов, и, как правило, не используется. В настоящее время обычно используется проникновение кислорода, давление нагнетания составляет 3–30 бар изб., а скорость потока превышает 8000 Нм³/ч. Однако скорость потока мала, а эффективность кислородопроницаемости низкая, обычно 8000 Нм³/ч (55 процентов) ~ 80000 Нм³/ч (68 процентов).
Как правило, подходит для процесса сжатия кислорода, начиная с 3∽30 бар изб., но часто используется процесс внутреннего сжатия нагнетателя (обычно эффективность выше 70 процентов, существуют ограничения движения, эффективность более чем на 10 пунктов выше, чем у кислорода , это может даже компенсировать преимущества относительно меньших дополнительных потерь энергии после сжатия, но внутреннее давление сжатия стали необходимо увеличить, чтобы избежать колебаний в системе теплообмена) сравнить и определить потребление энергии после схемы.
Какие известные компании в отрасли?
Компания Hangzhou Fuyang H Gas Zhejiang Technology Co., Ltd., расположенная в зоне экономического и технологического развития Ханчжоу, является одним из предприятий, специализирующихся на исследованиях, разработке, производстве и эксплуатации промышленного газового оборудования. Компания имеет центр исследований и разработок, производственный и маркетинговый сервисный центр, а также профессиональный и технический персонал высокого уровня. Предоставлять клиентам технические консультации, разработку программ, производство продукции, обучение персонала, установку, ввод в эксплуатацию и другие услуги.
