大型空分装置设备安装总结

大型空分装置设备安装总结

宋鑫

陕西化建有限责任公司 陕西省咸阳市 712100

摘要：近年来，我国的煤化工行业有了很大进展，其对空分装置的应用越来越广泛。空分装置主要以空气为原料，通过循环压缩、预冷纯化、透平膨胀、深冷精馏、输送储存等步骤生产合格的气、液态产品。大型空分装置对机械设备的生产、制造、运输、安装、检测提出了非常高的要求，其设备安装中的重点工作主要包括：大型静设备的运输吊装、冷箱钢结构的拼接吊装、空分机组的装配与检测等。安装阶段的施工质量是装置稳定运行的重要保障，本文主首先分析了空气分离的概念以及空分装置运行的重要意义，其次探讨了安装前准备，最后就安装过程及注意事项进行论述，以供参考。

关键词：空分；安装；特点；事项

引言

大、中型空分装置使用寿命均在30年以上，而配套的DCS控制系统通常使用15年左右就会暴露出部分控制卡件老化，性能得不到保证且软、硬件备件无来源，控制卡件和联锁保护系统事故频发等问题。通常情况下，空分装置不具有长时间的停机条件，因此研究快捷的DCS系统升级改造方案是非常必要的。

1空气分离的概念以及空分装置运行的重要意义

空分是空气分离的简称，空气分离的主要意思是通过空气中不同气体所具备的物理性质，通过一系列技术手段将不同的空气分离出来的过程。在空气分离的过程中，不仅能够分离出常见的氧气以及氮气，并且可以提取出一些氦气以及氩气等比较稀有气体。空气分离对于煤化工产业是十分重要的，由于煤化工产业的不断壮大，随之煤化工装置对于氧气的需求量也日益增加。空气分离装置的运行能够在很大程度上保障煤炭转化率的提高，并且为煤化工产业实现生产目标提供必要的前提条件。在新形势下，煤化工产业对于安全问题引起了高度重视，并且已经将其列为发展中的重中之重。因此，空分装置的安全运行成为不可忽视的重要问题之一，为了保证煤化工产业的健康发展，必须要保证空分装置的安全性，并且要提高空分装置的稳定性，使空分装置的运行能够满足新时期煤化工产业对于安全防护的要求，达到煤化工产业的安全发展的生产目标。

2安装前准备

设备安装前需要进行的工作主要有编制方案、基础验收、材料筹备和清点。一般机械设备安装前需要根据收到的图纸编制施工方案，尤其是施工组织设计、静设备吊装方案、压缩机安装方案等。基础验收交接，验收前应根据图纸参数和对基础尺寸，并核对设备基础的结构强度、粗糙度，对基础进行外观检查，有无麻面、漏筋，其相对位置、标高及外形尺寸偏差以不超过10mm为宜，预埋地脚螺栓或其预留孔的外形尺寸、相对位置、标高、孔深偏差以不超过5mm为宜，垂直度偏差不宜超过10mm。施工人员与工机具的筹备同样重要，对于汽轮机、空压机等装配精度要求高的运转设备，施工人员应具备相应的安装经验，并且不可以随意更换，安装前应进行技术交底，将安装注意事项和检测内容及要求标准明确告知作业人员并形成书面文件。配备常用的各种型号的套筒、扳手、台钳、手锤、锉刀、扭矩倍增器等，量具主要有相应规格的内、外径千分尺、框（条）式及合像水平仪、激光对中仪、百分表、游标卡尺等，制作专用平台将工具、材料分类摆放整齐，贴标签以便于区分。安装材料的到货清点要根据安装顺序和进度进行，一般由施工方、采购方、监理与业主共同参与，货物开箱前、后进行拍照记录，清点数量并检查外观及规格型号是否符合设计与使用要求，将到货随机资料进行收存便于后期报检及查阅，当发现存在的问题时及时联系采购方和供应商解决问题，尽量减少对后续安装工作的影响。

3安装过程及注意事项

3.1运用低温精馏工艺进行空气分离

煤化工空气分离中的低温精馏工艺是一种比较传统的工艺，主要是运用低温装备下的深冷技术来进行分离。低温精馏工艺分离的主要工作原理是把空气进行压缩以及膨胀降温处理，然后使空气进行液化，空气中的氧以及氮等成分就会发生气化温度的差异，在除去相应的杂质后，根据空气中不同成分沸点温度的差异来进行空气分离。在精馏塔中，运用精馏进行物质的传热功能，继而分离出氧气以及氮气等所需要的产品。低温精馏工艺的分离方法在目前的煤化工产业中是比较常见的一种分离方式，并且非常适用于大规模的煤化工产业，由于操作过程中成本较低，经济性比较高，相比于其他空气分离方法具有较多优点，因此作为一种主要的空气分离技术被广泛应用于煤化工产业中。

3.2吸附变压

吸附变压主要利用分子筛对气体进行筛选，达到分离气体的目的，由于分子筛的特点，所以对氧气和氮气具有不同的吸附能力，能满足操作指向性的要求。使用该技术的过程中需要确保分子筛的兼容度和吸附因子的储备容量，如果出现吸附因子过多、过重的情况，就会导致吸附空间持续饱和，会影响原有的吸附效果。比如目前的工艺改良中，为了能够获得更高的氮分子吸附效率，就需要在分子筛中加入一定的碳元素。使用吸附变压技术的特点在于初始成本比较低，运行也比较方便，但是在提炼氧气时，纯度相对较低，而且容量比较小，也很难进行大规模的应用，生产过程中也会因为操作不合理导致误差出现。所以该技术一般都被作为备选方案。

3.3纯化系统

纯化系统共两台分子筛吸附器，两台分子筛吸附器每4h切换一次，一只再生一只工作，用污氮气经蒸气加热器进行再生，分子筛吸附器采用卧室结构，单只从下而上分别装填9.5t氧化铝、19t普通分子筛和10t高效分子筛，在分子筛吸附器前、后各设置在线CO₂分析表，随时监控分子筛前部的CO₂含量，及时作出调整，从而保证分子筛后CO₂含量＜1.0×10^-6。

3.4加强煤化工的组织化管理

首先，要安排专门工作人员来负责轮流在昼夜进行安全管理，使安全管理模式时刻都能发挥有效作用；其次，要把煤化工空分装置安全运行的责任落实到人，对区域进行划分，使每一个特定的区域都可以有专门的管理人员进行负责，在遇到不能解决的问题时能够及时跟踪到具体安全管理人员，并且将问题反馈快速找出解决办法，通过这种方法使安全管理工作可以有秩序、有纪律的进行，为煤化工的生产工作奠定坚实的基础；总之，要在煤化工企业的各个环节加强组织化管理，保证空分装置的安全运行。

3.5机组运行时常见问题

空分机组运行时常见的问题主要是轴瓦温度高或转子振动大。（1）轴瓦温度高时常见原因如下。a润滑油量少，如进油管路堵塞或润滑油泵、阀门存在故障；b轴瓦清洗不彻底，有异物加剧摩擦；c润滑油冷却系统故障，无法起到降温的作用；d轴瓦装配间隙不合适。（2）转子振动大的原因分析比较复杂，一般考虑以下几点原因。a汽封间隙等调整不当造成的缸内动静摩擦；b联轴器不对中；c地脚螺栓紧固不良，存在虚脚；d膨胀受阻，如管路连接存在应力；e轴承座紧固不良，螺栓松动；f轴承部件磨损或装配间隙有误；g转子处于临界转速或机组喘振；h转子动平衡存在问题。

结语

综上所述，在选择空分装置的工艺路线和设备时，应该综合考虑空分装置在效率、纯度、安全性等不同方面的需求，以及满足经济性的需要，确定最为合理的工艺流程。技术人员应深入对比不同工艺下的运行方式，保证空分生产能配合其他项目的运转需求和调整负荷的要求，达到最好的生产效果。

参考文献

[1]王升.浅析大型煤化工空分的安全运行措施与管理[J].化工设计通讯，2017,43(01):6+8.

[2]王彦春.煤化工空分装置安全运行要点探讨[J].科技创新导报，2016,13(24):25-26.

[3]李耀.空分装置工艺路线选择及设备选型[J].中国氯碱，2019(07):27-29.