空分工程设计的问题

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1、空分工程设计的问题近几年来，国内外空分技术发展较快，在工艺流程及主体设备以及自动化水平等方面均有了明显的进步，这对从事空分专业的广大技术人员来说，应该是一件好事，只有不断发展新技术，才能使空分行业更加兴旺发达。   近一段时间来，我院在不同地区，对不同容量不同流程的国内外空分设备承担了工程设计，也参与了一些设备的谈判，接触到一些流程、设备及工程设计中的问题，现就其中的有关问题提出一些看法和意见。1空压机系统   近两年来，供空分用的空压机，出现了一些问题，主要是震动值超标，引起生产不稳定。此后在两个钢厂的国产空压机上出了事故，引起了大家的注意，随之而引来了一股小小的引进热。当然，引进

2、必要的国外先进的空压机无可非议，特别是对最终用户要确保空分设备稳定生产的心情可以理解，但是对国内的空压机如何改进和提高，仍需要重视和解决。在国内空压机发生事故之后，引进的国外空压机也相继发生了一些事故。对上述国内生产及国内引进的空压机发生的事故，曾进行过一些议论，也开过一些会议，但未有明确的意见，更未见到有关制造厂家发表的文字材料。   关于空压机的震动，目前的情况一般是国外机组比国内机组要小，当然有些国内机组运转也较好。而引起震动的原因是复杂的，在这里先暂将压缩机本身的原因除外，另外也将施工安装的因素暂不作讨论，只就与系统及工程设计的有关问题作一些讨论。   (1)压缩机基础，这是

3、非常重要的，一定要坚固牢靠，因此要按照制造厂家提供的数据和要求，严格按照有关规范，由有资格有经验的设计单位进行计算与设计。   (2)压缩机前后管道的设计，国外压缩机厂家的压缩机组在进出口上均设有膨胀器或软连接装置，而且这些装置均随机带来，并且还对进出口管道的设计提出了相关的要求，不要使压缩机外的管道对压缩机产生影响。相比之下，国内生产的空压机，则有些带膨胀器，而有些则不带，对进出管道的设计，也未提出严格的要求，希望今后在工程设计中与制造厂家密切配合，共同解决这些问题。   (3)防止灰尘、水垢及其他杂物沉集在叶轮上，影响叶轮的动平衡和引起震动。关于灰尘，主要来源于空气，这除现场的环

4、境条件外，还应对空气过滤器的效率有一定要求。例如有的厂家对2μm以上颗粒的过滤效率要求达到99％，但缺乏一个行业统一标准。目前国内氧气站内的空压机前空气过滤器，若空分设备为国内设备，多数用布袋除尘器，其中又分为脉冲喷吹型及外套环反吹型，近来也有滤筒型(自洁式)。而国外空分设备所配套的空气过滤装置则五花八门，但有的经实践后也不好用。国内曾发生过有滤布纤维及滤纸进入空压机的事例。也有灰尘沉集在叶轮的情况。因此选择一个高效、可靠、运转周期长、检修方便且价格适中的空气过滤器是非常重要的，希望有关的设备生产厂家完善和开发出一些新产品。   关于空压机与空气过滤器之间的管道，一般都采用碳钢管道，

5、在南方潮湿地区，碳钢管有生锈的可能。有的国外公司要求用不锈钢管，这对防止锈蚀是很好的，但价格较贵，是否有此必要?某工程因该管道已施工，后改用钝化的方法，但这么大的管道进行钝化也有一定困难。   此外，压缩机级间的冷凝水有效排除(特别是3、4级)，也是要引起注意的问题。总之，要防止灰尘等沉集在叶轮上而引起叶轮锈蚀和影响动平衡。引进的国外空压机有的已采用向叶轮定期喷水除垢的装置；有的压缩机厂家在样本上介绍，在压缩机内部采取防腐处理的措施；有的压缩机厂家将3、4级叶轮采用不锈钢材料，这些当然有利于压缩机的安全运转。2空分预冷系统   在目前国内常规的分子筛增压空分流程中，一般均有空冷塔、水

6、冷塔及冷冻机组的配置。采用喷淋式空气冷却塔，有传热效果较好、冷端温差小、能够洗掉氨、硫化氢及部分二氧化碳等优点。采用冷冻机组能使进分子筛系统的空气温度较低。但是这种常规配置在使用中也产生一些问题。   一是分子筛系统进水问题。这已在国内一些单位发生过多次类似的事故，虽多是因操作上不慎造成的，并已在空冷塔的控制和排水装置上作了改进，有的厂家在分子筛结构上也有改进。而国外引进的空分设备，有的采用两段管壳式冷却器代替常规流程中的空气冷却塔，将压缩机末端冷却器和空气冷却塔合二为一，前段用常温水冷却，后段用低温水冷却，它完全杜绝了过量水进入分子筛吸附器的可能性，只是这种换热器结构较复杂，造价也

7、较贵。由于去掉了空冷塔，总体投资差不多，可是不能起空冷塔洗涤空气的作用，但是这种管壳式换热器的优点是传热效果好，降低功耗，节省运转费用。据介绍，30000m3/h空分设备用这种结构的两级管壳式末级冷却器取代直接冷却的空气冷却塔，年运转费用可降低约110万元人民币。   另一个问题是冷冻机的可靠性。国产的冷冻机大多不太好用，因此在工程中多采用引进或合资产品，这些引进产品中仍有一些不太好用，而给最终用户的稳定生产带来麻烦。由于采用分子筛增压流程，使空分设备的纯