德州四万空分设备

　　KDON－40000/45850型空分设备是开空集团为山东德州华鲁恒升股份有限公司大型氮肥国产化技术改造项目所提供的重要装置。该装置于2002年9月27日签订供货合同，经过设计、制造、安装，于2004年9月19日顺利产出合格的氧气、氮气，10月8日产出合格的液氩，空分开车进展正常，一次试车取得成功，并顺利通过无氨工况的考核。
　　该装置是目前国内自行成套，自行设计、制造、安装的压力级别最高、装置规模最大、工艺流程先进、化工型单泵内压缩空分装置。
　　该套空分装置通过考核之后已运行十五个月，工况稳定正常，说明大型空分装置国产化技术在开空集团已经取得成功，现将本套空分装置的研制情况介绍如下。
　　在流程计算方面，认真研究超高压空气、氧气物性数据，研究高压介质的传热、精馏。
　　内压缩流程相对于外压缩流程具有操作简便、安全可靠、产品类别多样，可以获得较多液体，占地少，投资省等优势，目前世界上大型空分装置基本上均采用内压缩工艺流程。为此，开空集团在国内率先对内压缩流程进行研究与开发。已有几十套内压缩装置经过考核验收，证明开封空分集团掌握了大型空分内压缩流程技术，这为成套大型空分装置国产化提供了有力的保证。
　　“八五”、“九五”期间我公司相继承担《空分设备用规整填料塔研究》、《全精馏无氢制氩技术研究》、《多股流绕管式换热器》、《高效精馏塔研究》等几十项国家攻关项目，这些攻关目标均经过在宝钢“3万”、鞍钢“3.5万”，宁夏“2.8万”空分装置实际应用的验证，为“4万”空分单元设备的设计与制造积累了的经验，“4万大型空分成套设备研制”是“十五”国家重大技术装备研制项目，共有8个课题，开空集团承担了其中7个子课题，分别是：14万大型空分流程设计和成套技术的开发；2大型分子筛吸附器研制；3大型高压换热器研制；4大型高压带液透平膨胀机研制；5大型规整填料塔研制；6空分设备特殊阀门研制；7变负荷智能型集散控制系统研制。
　　“KDON－40000/45850”型空分设备采用常温分子筛预净化、空气增压膨胀、全精馏制氩、液氧泵内压缩流程、DCS控制。
　　空气过滤系统 采用自洁式空气过滤器，滤纸为进口材料、自洁过程由PLC实现自动化控制。
　　空气压缩系统 由空压机、空气增压机、一拖二汽轮机及公共润滑油站组成，空压机、增压机是由沈鼓制造，汽轮机由杭汽制造。
　　空气预冷系统 空冷塔、水冷塔均采用散堆填料，在塔的结构设计上采用三位一体防带水措施，主要采取高通量的汽液分布器，旋风分离结构等，确保空分的安全运行。
　　氨蒸发器 选用不锈钢管材，并在氨蒸发器的上部留有足够的汽液分离空间，采用浴式工作，保证蒸发器工作的稳定。
　　纯化系统 采用长周期(240分钟)、卧式双层床结构；蒸汽加热器采用开封空分集团独家拥有的双管板结构。
　　主换热器系统 设置6组中压板式，设计压力4.5Mpa；2台高压绕管换热器，设计压力9.3Mpa。均由开空厂自行设计制造。
　　分馏塔系统 上塔、下塔采用规整填料塔，填料为苏尔寿公司产品；为降低冷箱高度，上塔为分两段，一段坐在主冷上，一段放在基础上，中间用液体泵连接。主冷采用双层布置。粗氩塔、精氩塔采用苏尔寿规整填料；循环液氩泵采用2台，1用1备。高压氧泵为FLOWSERVE公司、氩泵为CRYOSTAR公司产品。
　　膨胀制冷系统 膨胀机设置2台，1用1备，1台进口，另一台为开空自行设计制造。为中压膨胀机，增压端进口压力为2.7Mpa，增压到4.0Mpa，然后膨胀进下塔。
　　管道选材 由于本装置冷箱较高，冷箱内管道受变形引起应力较大，在管道选择上注意以下：对高压管道，优先选用强度较高的不锈钢管或5083铝管；对直径较小的液体管道，特别是应力较大的管道，采用不锈钢管。

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