空分设备中冷箱加温方法分析运用

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摘  要：低温分馏塔、换热器、管道、阀门、液泵和膨胀机安装在空载空分设备中时，工作至配置期间，经裸冷却、故障排除和技术改造后进入热备用状态，冷箱内冷箱的加温分两个阶段进行：加温和通风可以解冻冷箱，消除湿度、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物和氮氧化物的积累，并可以吸入浸透的湿空气低温加温分为两大类：室温加温和低温加温。空分设备中的冷箱应在安装、运行至配置周期、热备份启动、裸冷却、设备故障排除和技术改造过程中加温。本文分析了处于不同状态的空分设备所使用的不同加温方法，并介绍了具体的加温操作方法。

关键词：空分设备;冷箱;加温措施

前言

空分设备进行通风加温操作，主要是为了防止蒸馏系统的杂质堵塞在空分设备中造成长期运行。如果杂质堵塞空分设备，则需进行加温和通风操作，以保证空分设备正常运行。本文主要介绍空分设备的加温方法及相关应用，仅供参考。

一、空分設备概述

空分设备是指以空气为原料，空气经过压缩、不断冷却、净化，并利用膨胀机提供的系统不断积累起来的冷量（低温）使之液化。其次，液态空气精制，氮、氧等设备分离。中国有各种各样的空分设备，包括制氧、氮、液氧设备。目前，空分设备具有大规模的氧气生产能力，一套设备每小时生产可达10万立方米氧气。空分设备包括净化系统、压缩功率系统和分馏系统，它们是复杂的大型系统。压缩能源系统主要是空压机，空分设备主要是通过低温分离获得氮、氧，主要工艺也是能量转换装置。能量由原料空气压缩机进口，分离空气所需的总能量主要是原料空气压缩机消耗的能量。净化系统包括分子筛净化系统和空气冷却系统。空气预冷系统利用介质逆向接触改变热量，降低压缩原料空气温度，同时清洗空气中固体杂质和酸性气体等有害杂质。分子筛净化系统可从空气中去除二氧化碳、水分、碳氢化合物和其他有害于空分设备运行的物质。冷量的制取是由于绝热损失、换热器的复热不足损失和冷箱中向外直接排放低温流体，分馏塔所需的冷量是由空气在膨胀机中等熵膨胀和等温节流效应而获得的。空气的冷却是在主换热器中进行的，在其中空气被来自分馏塔的返流气体冷却到接近液化温度。与此同时，低温返流气体被复热。分馏系统是可实现低温分离的空分设备的重要组成部分。中低压蒸馏的应用包括主塔和氩气塔等热蒸发器。

二、加温方法分析

1.设备初装与检修技改后加温

空分设备中冷箱初始安装、故障排除和技术改造后，分馏塔、换热器、软管和阀门处于正常温度。在这种环境温度状态下，空分设备被加温，以消除冷箱内冷箱中积累的湿空气和残留机械杂质。冷箱中冷箱的加温空气来源是分子筛吸附器出口的干燥空气。根据冷箱中残留的机械杂质，应在加温开始时采用间歇吹扫模式，通过气流带消除冷箱中残留的机械杂质，采用连续吹扫模式消除。在加温结束时进行连续通风操作时，加温空气量不应太大，以减少空分设备的加温能量消耗。在分馏系统设备、换热器和管道的露点不得大于-65℃，清除孔不排出固体颗粒时，加温结束。

2.运行至设定周期加温

空分设备工作至规定的停机时间，分馏塔、换热器、管道和阀门均处于低温状态。在这种低温状态下，空分装置加温，以消除冷箱中积累的水、二氧化碳、碳氢化合物和杂质。冷箱加温开始时，应使用低速加温空气加温冷箱，检查分馏塔、换热器、管道和阀门的温度上升范围小于10℃/h，以避免上升深冷设备加温结束时，分馏塔、换热器、管道和阀门温度超过-30℃，加温气流逐渐增加，以提高深冷设备的加温率。当冷箱与分子筛吸附器输出空气温度的温差小于10℃，加温结束，以降低真空设备的加温能耗。在冷箱的初始加温阶段，保持分馏塔、换热器和管道的压力低于正常工作值。分馏塔、换热器、管道的压力大于报警值时，应停止冷箱加温，让冷箱再次平静下来，让冷箱非圆形区域的残馀液体气化冷箱加温后，如果分馏塔、换热器和管道的温度下降到0摄氏度以下，则必须再次加温冷箱，以消除冷量。

3.裸冷后加温

空分设备完全裸露冷却，分馏塔、换热器、管道和阀门均处于低温状态。此时空分设备的加温旨在消除冷箱的冷量和杂质，为空分设备充满珠光砂、启动运行提供条件。低温状态下，冷箱受热，冷箱温度大幅升高。冷箱采用合成同步加温方法，分馏塔、换热器、管的温升范围设置在20 ℃以下，冷箱中分馏塔、换热器、管、阀的温升幅度相同分馏塔、换热器、管道和阀门的外表面干燥时无水渍，加温结束。

4.局部加温

空分设备运行过程中，由于冷却器主换热前通道的阻力或堵塞，空分设备的精馏状态异常，或者生产和纯度降低。主换热器局部加温，消除主换热器之前气流通道中积累的湿度、二氧化碳和固体颗粒。主换热器局部加温时，下塔液体应全部排出。在主换热器加温过程中，调节下塔和上塔的放空阀，检查下塔和上塔的压力是否正常， 不要使用氮气放空阀和污氮气调节阀来调节上层塔的压力，以免上层塔排出的冷空气进入主换热器的回气通道，延长加温时间。主换热器加温过程中，调节加温气流，检查主换热器正气道温度升高不超过30℃/h，主换热器冷端上游气道温度达到0℃，加温完毕。

结束语

综上所述可以知道，实施空分设备加温操作会影响空分设备的稳定运行和能耗。空分设备的加温在所有情况下都必须符合不同的标准，前提是其他设备没有受到污染或损坏。空分设备的维护和处理过程中，必须加温分馏塔、低温管道和热交换器才能正常工作。

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