空气设备氩馏分流量影响因素及调节方法概述

顾时鑫

摘 要 空气设备氩馏分设备包含了下塔、上塔以及粗氩塔，并且使用不同的精馏工况对于氩馏分流量所产生的影响因素都是不同的，所以对于氩馏分流量所开展的调节方法也是不相同的。本文将天钢20000Nm?/h的液氧内压缩流程空分设备与35000Nm?/h氧气外压缩流程空分设备作为案例，详细地对空分设备中下塔、上塔以及粗氩塔不同的精馏工况对于氩馏分流量所产生的不同因素进行分析。

关键词 空气设备;影响因素;调节方法

前言

在空分设备的粗氩塔中，氩馏分是由主塔抽取的粗氩为原料气进行提纯。气态的蒸馏分会在空分设备的上塔提馏段氩富区进行抽取，进入到粗氩塔将其看作上升的蒸汽参与到精馏的过程中，空分设备的主塔中精馏工况出现变化，对于氩馏分流量的影响是比较大的。使用有效的氩馏分流量调节方法，可以将空分设备开车到粗氩塔投运的时间进行缩短，从而保障空分设备能够有着正常稳定的运行工况。

1下塔精馏工况

1.1 加工空气流量

根据空分设备物料、组分平衡的原理来讲，对于空分设备的上塔提馏段抽取的氩馏分流量的正常运行值是由空分设备进入塔中与精馏的加工空气总量来决定的。

在空分设备的使用过程中氧气外压缩与内压缩流程，都是在低压空气进入到下塔从而作为上升蒸汽参与到精馏的，其中低压的空气焓值是比较高的，低压空气出现变化时就会直接的影响到主冷热负荷，从而导致氩馏分流量出现变化。想要将低压空气流量影响主冷热负荷，促使主冷液氧的蒸发量出现了相应的变化，导致上塔的提馏段上升蒸汽流量出现了变化而变化，当氩馏分抽口的位置出现改变时就会导致纯度发生变化，最终导致氩馏分流量出现变化。通过低压空气调节的方法，能够很好的应用在氧气外压缩、内压缩等设备中。

1.2 液氮产品产量、下塔压力氮气流量

想要促使主冷冷凝侧抽取的液氮产品流量实现改变，就需要对主冷冷凝侧的热负荷发生改变，而主冷热负荷出现变化时，也会导致主冷液氧的蒸发量出现变化，在上塔的提馏段氩馏分抽口的位置，就会出现上升蒸汽流量的变化，而氩馏分流量出现变化。将下塔上部抽取的压力氮气流量进行改变，从而进入到主冷冷凝侧与蒸发侧液氧进行更换的氮气流量出现变化，导致主冷的液氧蒸发量出现了变化，最终呈现出氩馏分流量的变化。对主冷的冷凝侧抽取的液氮产品流量需要在下塔的上部将压力氮气的流量抽取，就会导致主冷热负荷出现比较明显的变化，并且相应的上塔提馏段氩馏分流量出现明显的变化[1]。

2上塔精馏工况

2.1 氧气流量与液氧产品产量

想要将氧气外压缩的空分设备上塔提馏段氧气流量的抽取进行改变，需要将上塔提馏段的上升蒸汽流量进行直接的改变，相应的氩馏分流量是会产生一定的变化的。针对液氧内压缩流程的改变，也就是设备主冷蒸发侧抽取液氧流量，实现对氧气外压缩流程空分设备的主冷抽取液氧产量，就会导致主冷蒸发侧液氧蒸发量出现较大变化，最终导致氩馏分流量产生变化。在对氧气外压缩流程的空分设备氧气流量进行调节时，上塔提馏段的氩馏分抽口位置出现的上升蒸汽流量变化是非常的明显的，但是氩馏分流量在运行中是容易进行调节的，可以将所有数值的限制都调节到范围之内。

在对液氧内压缩流程的空分设备氧气流量等进行调节时，是会导致上塔的提馏段上升蒸汽的变化幅度减小，导致氩馏分流量的运行值不受控制。在液氧产品产量的调节方法使用中，都不适合用于氧气外压缩与内压缩流程的空分设备，实现对氩馏分流量的调节。

2.2 低压膨胀空气流量

在氧气外压缩流程的空分设备使用中，低压的膨胀空气过去是可以进行入到上塔中参与精馏的，并且同时还能够为空分设备的使用提供制冷量。想要将低压膨胀空气流量进行改变，就会使在进入下塔参与精馏的空气流量与主冷液位之间发生变化，当主冷蒸发侧液氧蒸发量出现变化时，主冷液氧是会发生波动的。针对低压膨胀空气流量的调节，需要将上塔提馏段的上升蒸汽流量不断地将变化幅度减小，促使氩馏分流量的运行值波动小容易受到控制。针对低压膨胀空气流量的调节方法使用，并不适用于氧气外压缩流程的空分设备正常运行状态对氩馏分流量开展调节[2]。

3粗氩塔

3.1 粗氩冷凝器蒸发侧

对于粗氩冷凝器的热负荷来讲，蒸发器侧压力、液空液位等会对其产生直接的影响，继而导致氩馏分流量产生一定的变化。想要实现对粗氩冷凝器蒸发侧压力等进行改变，就需要将粗氩冷凝器的热负荷变化幅度减小。上塔的压力运行值等进行调节，能够导致氩馏分流量的调节范围减小。对于粗氩冷凝器蒸发侧压力等进行调节时所使用的方法，可以使用在氧气外压缩、内压缩等流程中。將粗氩冷凝器中液空液位以及上升蒸气流量进行改变，能够促使粗氩冷凝器蒸发侧与冷凝侧换热量出现一定的变化，导致粗氩冷凝器的热负荷变化幅度比较大。

3.2 粗氩冷凝器冷凝侧

将进入粗氩塔氩馏分氩含量等进行改变，就会导致粗氩冷凝器出现热负荷比较大，为了避免在使用过程中出现氮塞，所以需要对粗氩冷凝器冷凝侧氮气的含量进行控制。对于氩馏分含量、气态粗氩氮含量的调节方法，也是同样适用与外压缩、内压缩流程的空分设备中的。将粗氩冷凝器冷凝侧抽取出的气态粗氩流量进行改变，就会导致粗氩冷凝器对于热负荷变小，对于气态的粗氩来讲其中含有的氧氮氩量对于气态的粗氩流量调节起到了一定限制，所以氩馏分流量的有效调节氛围就会比较小，能够在运行的过程中进行控制，此方法的使用也可以应用在外压缩、内压缩流程的控分设备中，有效实现对流量的较小幅度调节[3]。

4结束语

在空分设备运行使用时，下塔、上塔以及粗氩塔之间不同的精馏工况对氩馏分流量的影响因素是不相同的，所以，对氩馏分流量的使用调节方法也是不相同的。将天钢20000m?/h的液氧内压缩流程控分设备与35000m?/h氧气外压缩流程空分设备作为案例，通过对相关的空分设备使用影响氩馏分流量的因素进行分析，有针对性地对使用精馏工况的调节方法进行选择，保障流量的运行值处在稳定的状态。

参考文献

[1] 周金城，刘江淮，王胜利.空气设备氩馏分流量影响因素及调节方法分析[J].低温与特气，2020，38（1）：23-26.

[2] 王刚.浅谈煤矿压缩空气设备选型设计[J].内蒙古煤炭经济，2019 （13）：46-47.

[3] 李泽，孙如军，崔锟，等.基于新风理论的智能空气净化设备的研究[J].机械工程与自动化，2019（3）：186-187，190.