KDONAr-10000/20000/350型空分设备流程特点及调试总结

李 豪 陈永强 张勇志

（河南开元空分集团有限公司，河南 开封 475004）

KDONAr-10000/20000/350型空分设备流程特点及调试总结

李 豪 陈永强 张勇志

（河南开元空分集团有限公司，河南 开封 475004）

介绍铜陵富鑫KDONAr-10000/20000/350型空分设备的技术参数、工艺流程及特点，叙述空分设备的调试情况，以及调试中发现的问题。

空分设备；工艺流程；调试

1 空分氧气自增压流程

铜陵市富鑫钢铁有限公司（以下简称铜陵富鑫）KDONAr-10000/20000/350型空分设备由河南开元空分集团有限公司成套供应并安装。

空气自过滤器底部吸入，经空压机增压后，通过空冷塔冷却，然后进入分子筛吸附器。空气出纯化系统后，分为两路：一部分空气经过膨胀机增压端增压后到主换热器，然后从主换热器的增压空气通路抽出作为膨胀空气，再经过热虹吸送入上塔中部。

另一部分空气直接进入冷箱，一部分在主换热器中与返流气体换热后进入下塔；一部分在主换热器中与返流换热，再在液氧蒸发器中液化后送入下塔中下部。

在下塔中，空气被初步分离成氮、贫液空和富氧液空，顶部氮气在冷凝蒸发器中被冷凝为液体，同时主冷的低压侧液氧被汽化。部分液氮作为下塔回流液，另一部分液氮从下塔顶部引出，经过冷器被氮气和污氮气过冷并节流后送入上塔顶部和精氩塔冷凝器冷凝侧，其余部分作为产品液氮送出。贫液空从下塔中部引出，经过冷器被氮气和污氮气过冷并节流后送入上塔相应部位，参与精馏。富氧液空在过冷器中过冷后一部分送入上塔作为回流液，另一部分经节流送入粗氩塔冷凝器作冷凝侧的冷源，汽化后的液空蒸汽回上塔参加精馏。

液氧从上塔底部靠液位差增压。在液氧蒸发器中汽化，汽化后的氧气被送到主换热器中通过与空气进行换热，复热至环境温度作为产品氧气输出。

污氮气从上塔中上部引出，并在过冷器及主换热器中复热后送出分馏塔外，部分作为分子筛吸附器的再生气体，其余与氮气送往水冷塔回收制冷能力后放空。

从上塔相应部位抽出氩馏分气体氩馏分直接从粗氩塔的底部导入，粗氩塔上部粗氩冷凝器采用过冷后的液空作冷源，冷凝下来的液氩作为回流液，与上升气进行精馏。

工艺氩气从精氩塔中部进入作为上升蒸汽参加精馏，与此同时在精氩塔蒸发器氮侧利用下塔顶部来的压力氮气作为热源，促使精氩塔底部的液氩蒸发成上升蒸汽，而氮气被冷凝成液氮节流后送入上塔参加精馏。来自过冷器并经节流的液氮进入精氩塔冷凝器作为冷源，使精氩塔顶部产生回流液，以保证塔内的精馏，使氩氮分离，从而在精氩塔底部得到99.999%Ar的液氩产品。

2 技术参数

表1 铜陵富鑫KDONAr-10000/20000/350空分设备的技术参数

3 工艺流程特点

①设备具有较强的安全性，大量液氧从主冷底部进入液氧蒸发器，一部分被蒸发，另一部分从液氧蒸发器底部抽出作为产品，大大降低了碳氢化合物在主冷的聚集［1］。

②能耗大大降低，比一般内压缩节省了增压机和液氧泵。因为气氧压力相对不是很高，蒸发液氧的空气由空压机来提供，通过液位差使液氧进入液氧蒸发器。

③工况调节弹性大。设备负荷可进行75%～105%调整，来满足用户需要。

4 调试总结

2011年6月进行KDONAr-10000/20000/350型空分设备外围和冷箱内设备吹扫、裸冷测试和流动性试压。7月1日一次性开车成功，生产出合格的氧、氮产品；7月20日生产出合格的氩产品。

4.1 调试过程及应注意问题

①启动空压机系统、预冷系统和分子筛纯化系统以及打通吹扫流路的过程，与以往的空分相同；在空气导入下塔，开启导气阀时，应注意阀门前就地压力表，开启阀门速度应根据压力表压力变化来决定。

②冷却阶段，启动两台透平膨胀机，吹除阀结霜后应全部关闭。在开启膨胀机时应注意两台膨胀机的各个参数，使两台膨胀机参数基本一致。

③积液阶段，应缓慢关闭膨胀机中抽阀门，缓慢打开底抽阀门，使膨胀机出口得到更低的温度，加快积液。在积液过程中应注意主冷液位计指示，可根据积液时间与主冷测满阀来检查其显示是否正确。

④主冷采用单层结构，主冷液位上升至3 100mm以上时，关闭一台膨胀机，打开下塔回流阀及液氮去上塔节流阀进行调纯，调节膨胀量，并向液氧蒸发器充液。通过贫液空进上塔阀门调节富氧液空氧含量，通过液氮进上塔阀门调节液氮纯度。

⑤主塔工况正常后，开始进行调氩。逐渐打开液空去粗氩冷凝器节流阀，来增加负荷，启动粗氩泵，建立工况。工艺氩中氧含量合格后将其导入精氩塔，逐渐开大液氮去精氩塔冷凝器节流阀，液氩通过下塔顶部抽出的氮气进行蒸发，在底部得到高纯度的液氩。

4.2 调试心得

①本设备采用在热虹吸内部液氧与膨胀空气换热来降低膨胀空气过冷度。当主冷液位降低到一定程度时，液氧中的碳氢化合物留在热虹吸中，当碳氢化合物在某一点聚集到一定浓度后会发生爆炸。可以让液氧蒸发器出来的气氧与膨胀空气换热，来代替热虹吸。

②空气进液氧蒸发器前后都设置阀门。在调试中，空气进液氧蒸发器自动阀门全开，通过控制空气进液氧蒸发器出口阀，来调节气氧量。所以空气进液氧蒸发器进口阀可以去掉。

③在临时停车时，因为液氧进液氧蒸发器阀门阀芯损坏，使主冷液氧从气氧管道中喷出，导致气氧去氧压机之间碳钢管道冻裂，所以应在自动阀后增加手动阀。

5 结语

铜陵富鑫KDONAr-10000/20000/350空分设备投产运行至今，工况稳定，产品达到或优于设计值，提取率高，液体产品产量大。在调试过程中，各个专业工程师集思广益解决现场发现的问题，优化空分流程，解答用户提出的问题，赢得了用户高度的评价，圆满完成本次安装调试任务。

［1］夏亮.KDONAr-28000/40000型空分设备流程特点及调试总结［J］.深冷技术，2013（4）:33-36.

Procedure Featuresand Comm issioning Summary of KDONAr-10000/20000/ 350 Air Separation Plant

LiHao Chen Yongqiang Zhang Yongzhi
（Henan Kaiyuan Air Separation Group Co.，Ltd.Kaifeng，Henan 475004）

The technical parameters，technical process and features of tongling fuxin KDONAr-10000/20000/350 air separation plant are introduced，and the commissioning and the problems found in the commissioning are de⁃scribed.

air separation plant；technical process；commissioning

TQ116

A

1003-5168（2015）05-0080-2

2015-4-15

李豪（1987-），男，本科，助理工程师，研究方向：空分调试，流程设计。