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1 变工况操作的理论分析 1#6000m3/h制氧机为杭氧设计制造的第五代空分产品,为分子筛常温吸附带增压透平膨胀机的外压缩流程,采用全筛板塔和加氢除氧提氩技术。正常生产时安全排放量为60m3/h(气态)的液氧,不具备大量生产液体能力。要想变工况操作,在原来基础上增加液体产量,必须具备下列条件:①要有足够的冷量使气体液化;②要有足够的气体提供化;③同时不影响上塔工况和氩气的提取。这三项必备条件,可采取三个措施进行调节: (1)全量运行1台膨胀机,发挥最大的制冷能力,并旁通部分膨胀空气,适当减少氧气抽取量,来保证上塔精馏工况基本不变,并增加液体产量。 (2)开启2台膨胀机,并且全量运行,旁通大部分膨胀空气,调节主塔各阀门,在保证工况基本不变的情况下多产液体。 (3)如果措施(2)因中抽空气量过大造成主板翅式换热器的热端温差扩大,那么在开启2台膨胀机运行、尽可能增加膨胀量的基础上,再适当关小液氮回下塔阀(V9),控制进下塔空气量,减少冷损,进一步增加液体产量。2 变工况操作的实践在确定了变工况操作的基本方案后,组织进行了探索实践。 (1)全量运行1台膨胀机,转速从原来的32500r/min提高到36000r/min,增加膨胀量300"400m3/h。在其它工况基本不变的情况下,每小时约可增加40"50m3的气氧液化量,每天仅能增加液氧1m3左右,效果不明显。 (2)减少氧气产量到4500m3/h,开启2台膨胀机全量运行,这样膨胀空气增加3500"4000m3/h,大部分膨胀空气旁通进入污氮管道。由于中抽量过大,造成热端温差扩大,比原工况扩大5℃,其它氧、氮通道温差也扩大2~3℃。这样,约60%的新增冷量因冷损增加而损失,每小时只能使150~200m3的气氧液化,每天能增加液氧约5"6m3。 (3)在2台膨胀机旁通量低于3000m3/h运行的情况下,通过关小下塔液氮回流阀,来控制进塔空气量,由原来32000m3/h降至28000m3/h;多余气量,采用关小压缩机进口导叶的方法来控制,降低了压缩机的能耗。同时,调节上塔压力在0.063MPa左右,控制各出口气体,降低热端温差,使污氮气温差减小2℃,氧、氮温差减小1℃,加上出塔气体总量减少了10%"15%,总的冷损也由原来的 60%降低为40%左右。这样,每小时可使280m3氧气液化,每天即可增产液氧8"lOm3,加上原来安全排放的液氧,实际每天可销售液氧12m3。3 效果检查与初步结论3.1 效果检查通过变工况操作,达到了预期的降低气体产量、增加液氧的目的,液氧销售量达到正常工况的3"4倍;并且工况转变也较容易,只需8"10小时即可完成。采用变工况操作法,减气增液,有利于提高氧气利用率,降低氧气单位成本,扩大液体外销。3.2 初步结论 (1)虽然膨胀机产冷量成倍增加,但受外压缩流程的限制,主板翅式换热器负荷有限,过多的中抽量会造成冷损增加过多,使液氧积累未达到成倍增加的效果。以后应在减少返流气体冷损上进行攻关,在现有的流程中找到冷量的平衡点,以减少冷损来进一步增加液体的积累。 (2)通过理论估算和实践表明,在普通外压缩流程中,通过变工况调节,一定范围内减少适量的氧气产量,增加液氧(或液氮)产量是完全可行的。理论上气液比例可达到3:1,即在其他条件不变下,通过调节减少1000m3/h氧气产量,可增加300m3/h的液氧,在实际运行中一般达到4:1,即增加250m3/h液氧。这主要受原流程、膨胀机、换热器设计限制而造成的。 |
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