大唐空分装置终版操作规程完整 - 图文 

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前 言

本操作规程适用于大唐国际煤化工空分分厂58000/97500Nm3/h型空分设备。本装置采用深冷法全低压生产工艺进行空气分离制取氧、氮气体。工艺流程采用德国引进的汽轮机带动的一拖二压缩机组、常规分子筛净化、增压透平膨胀机、规整填料精馏塔、产品氧气内压缩及部分产品氮气内压缩、采用DCS、ITCC控制系统的流程。由于上塔采用了填料塔，降低了上塔的阻力，从而使主空压机（MAC）排气压力降低，减少能耗。上塔、主冷、下塔分开靠工艺液氧泵及管道连接降低了冷箱的高度。并且具有工况调节范围大的优点。采用内压缩流程省去了氧压设备的组合，减少了占地面积，提高了成套设备的安全性和可靠性，同时减少了机械的检修、维护工作，操作更加便利。

根据杭氧提供的技术资料，结合国内、外诸多空分深冷工艺技术，并根据内蒙古大唐国际锡林郭勒盟煤化工项目筹备处《工艺技术操作规程管理制度》（Q/JS-KF-002-2008）的要求，编写本操作规程。本规程是指导空气分离装置相关技术管理人员和岗位人员进行操作的技术法规性文件。

本规程属于技术标准体系中的工艺技术标准，编号Q/JS-KF-002-2008。

本规程由内蒙古大唐国际锡林郭勒盟煤化工项目筹备处总工程师办公室提出并归口。

本规程由内蒙古大唐国际锡林郭勒盟煤化工项目筹备处空分分厂起草。 本规程为初版文件。 ——起草人： ——校稿人： ——审核人：

——审查人：×××（各相关职能部门审查人） ——审定人：×××（总工办） ——批准人：×××（筹备处总工程师）

——本工艺技术操作规程自2008年5月1日开始实施，有效期为半年。

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目 录

第一章 空分装置概述 ........................................................................................................................... 7 1.1设计基础 ............................................................................................................................................... 7 1.1.1现场条件 ....................................................................................................................................... 7

1.1.1.1大气温度 .................................................................................................................................................7 1.1.1.2湿度 .........................................................................................................................................................7 1.1.1.3大气压 .....................................................................................................................................................7 1.1.1.4雨雪 .........................................................................................................................................................7

1.1.2空气组成及大气分析数据 ........................................................................................................... 8 1.1.3空分界区的公用工程条件 ........................................................................................................... 9 1.2空分装置的性能 ................................................................................................................................. 11 1.2.1产量及纯度 ................................................................................................................................. 11 1.2.2操作弹性 ..................................................................................................................................... 12 1.2.3装置连续运转周期 ..................................................................................................................... 12 1.2.4装置加温解冻时间 ..................................................................................................................... 12 1.2.5装置启动时间 ............................................................................................................................. 12 1.2.6装置消耗 ..................................................................................................................................... 12 1.3基本原理及过程 ................................................................................................................................. 19 1.3.1空气的过滤和压缩 ..................................................................................................................... 19 1.3.2空气中水份和二氧化碳的清除 ................................................................................................. 19 1.3.3空气被冷却到液化温度 ............................................................................................................. 19 1.3.4冷量的制取 ................................................................................................................................. 20 1.3.5液化 ............................................................................................................................................. 20 1.3.6精馏 ............................................................................................................................................. 20 1.3.7危险杂质的排放 ......................................................................................................................... 23 1.4工艺流程 ............................................................................................................................................. 23 1.4.1氧气和氮气的生产 ..................................................................................................................... 23 1.4.2粗氩气的生产 ............................................................................................................................. 24 第二章 空分装置的启动 ..................................................................................................................... 25 2.1装置启动前应具备的条件 .................................................................................................................. 25 2.2装置热态开车 ..................................................................................................................................... 25 2.2.1启动汽轮机 ................................................................................................................................. 26 2.2.2启动原料主空压机（MAC）及空气增压机（BAC） ................................................................. 26 2.2.3启动空气预冷系统 ..................................................................................................................... 27 2.2.4启动分子筛纯化系统 ................................................................................................................. 27 2.2.5吹扫空气管路 ............................................................................................................................. 29 2.2.6冷却阶段 ..................................................................................................................................... 33 2.2.7积液及精馏调整 ......................................................................................................................... 35 2.2.8调整 ............................................................................................................................................. 38 2.2.9正常操作中的主要控制参数 ..................................................................................................... 39 2.3装置冷态开车 ..................................................................................................................................... 43 2.3.1空分装置冷态启动的条件 ......................................................................................................... 43 2.3.2冷态开车前的准备工作 ............................................................................................................. 43 2.3.3启动汽轮机 ................................................................................................................................. 43 2.3.4启动空气压缩机及增压机（BAC） ........................................................................................... 44 2.3.5启动空气预冷系统 ..................................................................................................................... 44 2.3.6启动分子筛纯化系统 ................................................................................................................. 44 2.3.7装置冷却、积液 ......................................................................................................................... 44 2.3.8调整精馏系统 ............................................................................................................................. 44 2.3.9调整产品产量和纯度 ................................................................................................................. 44 第三章 装置停车和加温 ..................................................................................................................... 45

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3.1装置停车 ............................................................................................................................................. 45 3.1.1正常停车 ..................................................................................................................................... 45 3.1.2临时停车 ..................................................................................................................................... 46 3.2加温解冻 ............................................................................................................................................. 50 3.2.1阀的加温 ..................................................................................................................................... 50 3.2.2透平膨胀机的加温 ..................................................................................................................... 50 3.2.3分馏塔的加温 ............................................................................................................................. 51 3.2.4分子筛纯化器的吸附和再生 ..................................................................................................... 52 第四章 成套空气分离设备工艺控制方案 ............................................................................................ 53 4.1压缩机启动、正常情况下运行方案 .................................................................................................. 53 4.1.1主空压机（MAC）－增压机（BAC）负荷调节 ......................................................................... 53 4.1.2空分启动方案 ............................................................................................................................. 54 4.1.3空分故障情况下，空气压缩机及增压机（BAC）维持运转方案 ........................................... 54 4.1.4蒸汽透平控制方案 ..................................................................................................................... 55 4.1.5.2主空压机（MAC）全量放空 ................................................................................................... 66 4.1.6主空压机（MAC）增压机（BAC）防喘振控制 ......................................................................... 66 4.1.7蒸汽轮机故障、主空压机（MAC）故障、增压机（BAC）故障 ............................................. 67 4.2低压氮压机控制 ................................................................................................................................. 67 4.2.1低压氮压机负荷控制 ................................................................................................................. 67 4.2.2低压氮压机防喘振控制 ............................................................................................................. 67 4.3空气预冷系统控制 ............................................................................................................................. 67 4.3.1报警联锁 ..................................................................................................................................... 67 4.3.2自动控制 ..................................................................................................................................... 68 4.4分子筛系统 ......................................................................................................................................... 69 4.4.1基本操作控制 ............................................................................................................................. 69 4.4.2逻辑顺序控制及自动控制 ......................................................................................................... 71 4.4.3趋势 ............................................................................................................................................. 72 4.5换热系统 ............................................................................................................................................. 72 4.5.1高压板式换热器操作与控制说明 ............................................................................................. 72 4.5.2低压板式换热器的操作与控制说明 ......................................................................................... 73 4.5.3自动控制 ..................................................................................................................................... 74 4.6分馏塔系统 ......................................................................................................................................... 75 4.6.1报警联锁 ..................................................................................................................................... 75 4.6.2自动控制 ..................................................................................................................................... 78 4.7低温液体泵的控制要求 ...................................................................................................................... 78 4.7.1高压液氧泵 ................................................................................................................................. 78 4.7.2工艺液氧泵 ................................................................................................................................. 79 4.7.3高压液氮泵 ................................................................................................................................. 79 4.8增压透平膨胀机内部控制要求 .......................................................................................................... 79 4.8.1增压膨胀机转速控制 ................................................................................................................. 79 4.8.2增压膨胀机防喘振控制 ............................................................................................................. 79 4.8.3膨胀机油箱加热器 ..................................................................................................................... 80 4.9液氮贮存系统控制要求 ...................................................................................................................... 80 4.9.1 PID闭环控制回路 ................................................................................................................... 80 4.9.2有关联锁控制 ............................................................................................................................. 81 4.10液氧储存系统的控制要求 ................................................................................................................ 82 4.10.1 PID闭环控制回路 ................................................................................................................. 82 4.10.2有关联锁控制 ........................................................................................................................... 82 第五章 单体设备操作规程 ............................................................................................................... 83 5.1空气过滤器 ......................................................................................................................................... 83 5.1.1空气过滤器用途 ......................................................................................................................... 83 5.1.2空气过滤器的技术参数 ............................................................................................................. 83

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5.1.3空气过滤器的结构及工作原理 ................................................................................................. 83 5.1.4空气过滤器的启动操作 ............................................................................................................. 84 5.2预冷系统 ............................................................................................................................................. 84 5.2.1常温水泵P10101101A/B ............................................................................................................ 85 5.2.2低温水泵P10101102A/B ............................................................................................................ 86 5.2.3冷水机组RU10101101 ................................................................................................................ 87 5.3纯化系统 ............................................................................................................................................. 88 5.3.1分子筛吸附器R10101201或R10101202 .................................................................................. 88 5.3.2蒸汽再生加热器E10101201 ...................................................................................................... 94 5.4增压透平膨胀机 ................................................................................................................................. 96 5.4.1概述 ............................................................................................................................................. 96 5.4.2技术参数 ..................................................................................................................................... 96 5.4.3增压透平膨胀机组简介 ............................................................................................................. 97 5.4.4增压透平膨胀机的启动操作 ..................................................................................................... 99 5.4.5增压透平膨胀机的停车 ........................................................................................................... 100 5.4.6透平膨胀机的加温解冻 ........................................................................................................... 100 5.4.7常见故障及处理 ....................................................................................................................... 101 5.5压力氮气压缩机 ............................................................................................................................... 102 5.5.1设备的启动 ............................................................................................................................... 102 5.5.2停车 ........................................................................................................................................... 103 5.5.3故障分析与排除 ....................................................................................................................... 105 5.6低压氮气压缩机 ............................................................................................................................... 107 5.6.1压缩机的启动 ........................................................................................................................... 107 5.6.2压缩机的停车 ........................................................................................................................... 108 5.6.3在线切换润滑油过滤器 ........................................................................................................... 108 5.6.4油系统开车过程 ....................................................................................................................... 109 5.6.5气体冷却器 ............................................................................................................................... 109 5.6.6日常维护 ................................................................................................................................... 110 5.6.7常见故障及处理 ....................................................................................................................... 110 5.7开车氮气压缩机 ............................................................................................................................... 112 5.7.1工艺指标 ................................................................................................................................... 112 5.7.2开车操作 ................................................................................................................................... 112 5.7.3停车有关操作 ........................................................................................................................... 113 5.7.4气动盘车器的操作 ................................................................................................................... 113 5.7.5压缩机运行 ............................................................................................................................... 113 5.7.6日常操作和维护保养检查 ....................................................................................................... 114 5.8低温液体泵 ....................................................................................................................................... 116 5.8.1高压液氧泵P1010602A/B ........................................................................................................ 116 5.8.2高压液氮泵P1010501A/B ........................................................................................................ 119 5.8.3工艺液氧泵P1010601A/B ........................................................................................................ 123 5.9液氮贮存系统 ................................................................................................................................... 127 5.9.1事故液氮泵 ............................................................................................................................... 127 5.9.2水泵 ........................................................................................................................................... 131 5.9.3低温液氮贮槽 ........................................................................................................................... 131 5.10液氧贮存系统 ................................................................................................................................. 132 5.10.1氧充瓶泵主要参数 ................................................................................................................. 132 5.10.2液氧贮槽 ................................................................................................................................. 132 第六章 大机组操作规程 ................................................................................................................. 134 6.1主空压机（MAC）、增压机（BAC）联合机组 .................................................................................. 134 6.1.1工作任务 ................................................................................................................................... 134 6.1.2工作原理 ................................................................................................................................... 134 6.1.3操作参数 ................................................................................................................................... 134 6.1.4工艺流程 ................................................................................................................................... 135

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6.1.5开车程序 ................................................................................................................................... 136 6.1.6停车步骤 ................................................................................................................................... 141 6.1.7注意事项 ................................................................................................................................... 142 6.1.8安全 ........................................................................................................................................... 142 6.2空冷器系统 ....................................................................................................................................... 142 6.2.1系统的功能 ............................................................................................................................... 142 6.2.2设备的描述 ............................................................................................................................... 143 6.2.3空冷器主要控制 ....................................................................................................................... 144 6.2.4系统的启动和停机 ................................................................................................................... 146 第七章 系统故障及其排除 ............................................................................................................. 148 7.1主空压机（MAC）停止供气 .............................................................................................................. 148 7.2供电中断 ........................................................................................................................................... 148 7.3分子筛切换故障 ............................................................................................................................... 149 7.4仪表空气中断 ................................................................................................................................... 149 7.5主空压机（MAC）故障停车 .............................................................................................................. 150 7.6空气增压机（BAC）故障停车 .......................................................................................................... 150 7.7汽轮机故障 ....................................................................................................................................... 150 7.8膨胀机紧急联锁停车........................................................................................................................ 151 7.9空气压缩系统 ................................................................................................................................... 151 第八章 空分装置的特殊操作 ......................................................................................................... 154 8.1纯化器吸附剂的装填........................................................................................................................ 154 8.1.1充填原则 ................................................................................................................................... 154 8.1.2特殊注意的事项 ....................................................................................................................... 154 8.1.3吸附剂的充填 ........................................................................................................................... 154 8.2裸冷检验 ........................................................................................................................................... 154 8.2.1裸冷的目的 ............................................................................................................................... 155 8.2.2裸冷的操作步骤 ....................................................................................................................... 155 8.2.3冷箱内检查 ............................................................................................................................... 155 8.2.4裸冷结束后的工作 ................................................................................................................... 156 8.3装填绝热材料 ................................................................................................................................... 156 8.3.1装填绝热材料前的准备工作 ................................................................................................... 156 8.3.2充填矿渣棉 ............................................................................................................................... 156 8.3.3充填珠光砂 ............................................................................................................................... 157 第九章 空分装置HSE技术规程 ..................................................................................................... 158 9.1空分装置主要物料特性 .................................................................................................................... 158 9.1.1空气 ........................................................................................................................................... 158 9.1.2氧 ............................................................................................................................................... 158 9.1.3氮和氩 ....................................................................................................................................... 159 9.1.4低温液体 ................................................................................................................................... 159 9.1.5液氧中的乙炔 ........................................................................................................................... 159 9.1.6液氧中的其它碳氢化合物 ....................................................................................................... 159 9.1.7膨胀珍珠岩（珠光砂） ........................................................................................................... 160 9.2空分塔的爆炸机理 ........................................................................................................................... 160 9.2.1空分塔的爆炸部位 ................................................................................................................... 160 9.2.2爆炸的原因 ............................................................................................................................... 161 9.3空分塔防爆措施及安全技术规范 .................................................................................................... 161 9.3.1正常生产时控制主冷爆炸的防范措施 ................................................................................... 162 9.3.2控制氧气管道爆炸的防范措施 ............................................................................................... 163 9.4装置安全生产技术要点 .................................................................................................................... 163 9.4.1氮气、氧气使用安全技术要点 ............................................................................................... 163 9.4.2装置防火、防爆安全技术要点 ............................................................................................... 164

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