JBT9074-1999纯氮设备.doc

ICS 71.100.20
J76
JB/T9074－1999

纯 氮 设 备

Pure nitrogen plants
1999-07-12 发布
2000-01-01 实施
国 家 机 械 工 业 局 发 布

JB/T 9074－1999
前 言
本标准是对ZB J76 008.1—88《纯氮设备 技术条件》和ZB J76 008.2—88《纯氮设备 性能试验方法》的修订。
本标准与ZB J76 008.1—88和ZB J76 008.2—88相比，在以下主要内容上有所改变：
——本标准更体现了技术合同（或技术协议）在产品交货中的重要性；
——在纯氮设备产量系列中增加了300m3/h、600m3/h、800m3/h等级的纯氮设备；
——增加了关系到产品质量而非供方所为的工程设计和安装要求；
——去掉了ZB J76 008.1—88中的二个附录，引用了GB/T 7820、GB/T 9007、JB/T 7263、JB/T 8058。
本标准自实施之日起，代替ZB J76 008.1—88和ZB J76 008.2—88。
本标准由气体分离与液化设备标准化技术委员会提出并归口。
本标准起草单位：开封空分集团有限公司。
本标准主要起草人：贾金才、洪宝玲。
本标准于1988年7月首次发布。

I

JB/T 9074－1999
国家机械工业局 1999-07-12 批准
中华人民共和国机械行业标准
纯 氮 设 备

Pure nitrogen plants

JB/T 9074－1999
代替 ZB J76 008.1—88
ZB J76 008.2—88

2000-01-01 实施

9

JB/T 9074－1999
1 范围
本标准规定了纯氮设备的术语，产品分类和型号，技术要求，性能试验方法和检验方法，验收规则，标志、包装、运输及贮存。
本标准适用于氮气中氧含量小于或等于10×10－6（体积含量）的单塔流程，以低温法分离空气制取氮气的纯氮设备。
本标准不适用于液态氮产品的纯氮设备。
注
1 本标准中氮气产量均为标准状态，即0℃，101.325kPa（绝）状态下的气体量，单位为m3/h。
2 本标准中的压力未注明者为表压，加上（绝）为绝压。
2 引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 150—1998 钢制压力容器
GB 151—1989 钢制管壳式换热器
GB/T 2624—1993 流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量
GB/T 2888—1991 风机和罗茨鼓风机噪声测量方法
GB 4208—1993 外壳防护等级（IP代码）
GB/T 5831—1986 气体中微量氧的测定 比色法
GB/T 7820—1987 细孔球形硅胶
GB/T 9007—1988 粗孔球形硅胶
GB/T 10606.1—1989 空气分离设备术语 基本术语
GB/T 10606.2—1989 空气分离设备术语 单元设备
GB/T 10606.5—1989 空气分离设备术语 透平膨胀机
GB/T 10606.6—1989 空气分离设备术语 低温液体泵
GB/T 10607—1989 空气分离设备产品型号编制方法
GB/T 13306—1991 标牌
GB/T 13384—1992 机电产品包装 通用技术条件
GBJ 16—1987 建筑设计防火规范
GBJ 87—1985 工业企业噪声控制设计规范
JB/T 2536—1980 压力容器 油漆、包装、运输
JB/T 6443—1992 离心压缩机
JB/T 6896—1993 空气分离设备 表面清洁度
JB/T 7263—1994 空气分离设备用13X分子筛 验收技术条件
JB/T 8058—1996 空气分离设备用活性氧化铝 验收技术条件
JBJ 29—1996 压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范
JBJ 30—1996 制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范
3 术语
本标准的术语采用GB/T 10606.1、GB/T 10606.2、GB/T 10606.5、GB/T 10606.6的规定。
4 产品分类和型号
4. 1 产品按流程分为二类：
a) 切换式换热器低压流程（简称流程Ⅰ）
b) 分子筛预净化低压流程（简称流程Ⅱ）
4. 2 产品型号GB/T 10607规定。
5 技术要求
5. 1 工程条件
5. 1. 1 原料空气见表1。
表 1
项 目 名 称
单 位
要 求
机 械 杂 质
mg/m3
<30
CO2
10－6
≤400
CH4
≤50
C2H2
≤1
CnHm
≤30

5. 1. 2 环境条件见表2。
表 2
项 目 名 称
单 位
要 求
海拔高度
m
≤350
温 度
℃
≤33
相对湿度
%
≤80

5. 1. 3 冷却水见表3。

表 3
项 目 名 称
单 位
要 求
进口最大压力
MPa
按合同规定
进口最小压力
最大压降
回水压力
最高温度
℃
≤32
酸碱度
pH值
7~8
悬浮物含量
mg/L
≤100
总硬度
m mol/L
≤3.2
水垢系数
m2·K/W
0.00026~0.00043

5. 1. 4 蒸汽的压力和饱和温度应在合同中规定。
5. 1. 5 无油无尘仪表空气气源见表4。
表 4
项 目 名 称
单 位
要 求
露点
℃
≤-40
气源压力
MPa
≥0.5
仪表前最小压力
≥0.45

5. 1. 6 雨量：用户提供年平均值和24h最高降雨量。
5. 1. 7 风速：用户提供离地面10m处最大风速。
5. 1. 8 雪：用户提供当地雪的最大厚度或最大荷重。
5. 1. 9 地震烈度应在合同中规定。
5. 1. 10 电源为交流电，并应符合有关标准规定，电源的电压、相位及频率见表5。
表 5
电 压
相 位
频 率
电 压
单 位
偏 差
频 率
单 位
偏 差
6000或10000
V
±5%
3
50
Hz
±1%
380
220
1

5. 1. 11 工程条件与上述要求不符或需要另行增加项目，如地下水位、地耐力、冷冻剂等，由用户提出，经双方协商在合同中规定。
5. 2 产品性能要求
5. 2. 1 基本性能参数按表6的规定。
表 6
项目名称
氮气产量
气/液工况
氮中氧含量
氮气压力
单位制氮能耗
运转周期
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
单位
m3/h
10－6O2
MPa
kW·h/m3N2
年（月）
性
能
参
数
100
—
≤10
—
0.50
—
0.65
—
3月
150
150/10
—
0.70
—
0.48
6月
300
285/15
—
—
0.44
1年
600
—
—
—
0.43
720（750）
720/30
—
0.39
—
0.37
≥1年
800
770/30
—
0.40
—
0.40
1000
920/80
—
0.70
—
0.43
1500
1350/150
—
0.80
—
0.42
2000
1850/150
0.46
0.75
0.34
0.40
1年
3000
2750/250
0.45
0.33
4000
3700/300
—
0.70
—
0.39
—
5000
4625/375
—
—
0.38
6000
5550/450
—
—
0.37
注
1 运转周期指两次大加温之间的间隔期，运转率不小于98%。非设备原因造成的大加温可按运转周期计算。
2 表中的性能参数以合同的氮气工况为考核工况。
3 Ⅰ、Ⅱ的含义见产品分类。
4 本标准以生产气态产品为主。
5 单位制氮能耗是以入塔空气量的设计值为依据。

5. 2. 2 纯氮设备按氮气产量（m3/h）推荐采用100、150、300、600、720、800、1000、1500、2000、3000、4000、5000、6000系列。供需双方按纯氮设备产品系列或用户要求签订技术合同（或技术协议），规定纯氮设备产品使用的工程条件、性能试验方法等，供方应保证纯氮设备产品符合技术合同（或技术协议）要求。
5. 2. 3 纯氮设备的单位制氮能耗应不大于合同规定值的104%，如果设计参数与表6相同，则应不大于表6规定值的104%。
5. 2. 4 纯氮设备的启动时间即从膨胀机启动至氮气纯度达到合同规定的时间，一般应不超过36h（切换）。
5. 2. 5 纯氮设备的加温解冻时间一般为26h（切换）。
5. 2. 6 投表率不低于95%。
5. 3 其他技术要求
5. 3. 1 配套的压力容器应按GB 150、GB 151和有色金属压力容器等有关标准的规定。
5. 3. 2 室外安装的电机及设备均应具有防锈保护要求：电机应符合GB 4208的规定，并选用湿热带型的电机。
5. 3. 3 室外安装的设备及容易导致静电效应的电器以及室内有关设备（如冷凝蒸发器等）均应接地；成套设备应设避雷设施。
5. 3. 4 细孔球形硅胶应符合GB/T 7820的规定；粗孔球形硅胶应符合GB/T 9007的规定、分子筛应符合JB/T 7263的规定；活性氧化铝应符合JB/T 8058的规定。
5. 3. 5 纯氮设备的工程设计和安装应符合产品设计要求和GBJ 16、GBJ 87、JBJ 29、JBJ 30等标准及有关法规规定。
5. 3. 6 纯氮设备的表面清洁度按JB/T 6896或按图样规定。
5. 3. 7 纯氮设备各配套机组的噪声及振动按各机组的规定或按合同规定。
5. 3. 8 供方应提供1年（或按合同规定）的备件。
5. 3. 9 纯氮设备的操作工、机修工、仪表工必须熟悉机器和设备的结构和操作，须经培训考试合格，才能上岗操作。
5. 3. 10 纯氮设备的操作应按制造厂提供的使用说明书的有关规定，对冷凝蒸发器液空中的乙炔、碳氢化合物含量，每班检测一次。
5. 3. 11 用户应根据生产工艺要求制订安全操作规程，定期检查保养和巡视制度并严格执行。
5. 3. 12 当机器和设备出现故障时，应及时报告和处理；对于严重故障，应向制造厂反馈意见。
5. 3. 13 制造厂对用户反馈意见应及时处理；定期访问用户，了解产品使用情况，以改进设计，提高产品质量。
6 性能试验和检验方法
检验分为出厂检验和成套性能试验。
6. 1 出厂检验
6. 1. 1 配套的压力容器必须按《压力容器安全技术监察规程》规定进行检验，并提供相应的质量证明文件。
6. 1. 2 各单元部机必须按相应部机的产品标准或技术文件在厂内试车合格（如受条件限制必须在现场检验时，应在合同中注明），并出具合格证明书。
6. 1. 3 所有外购、外配件，如电机、压缩机、电控设备、泵、阀门、仪表及其他部机等，均须有制造厂合格证明书。
6. 1. 4 硅胶、分子筛、活性氧化铝和焊丝应进厂复验合格。
6. 2 成套空分设备现场性能检验
6. 2. 1 成套空分设备性能检验条件：
6. 2. 1. 1 纯氮设备成套性能试验必须在工况稳定后进行。连续测定时间为48h或按合同规定，每小时测定1次，取其平均值。
6. 2. 1. 2 性能试验期内所测数据在下列波动范围内不进行修正：即压力和温度在95%~105%，压差在98%~102%，转速在97%~103%，频率在99%~101%范围内。
6. 2. 1. 3 由于客观条件限制，测试工况偏离本标准规定或偏离设计工况时，测试结果应予换算。
6. 2. 2 测量仪表及精度的要求见表7。
表 7
测 量 项 目
仪 表 名 称
精 度
温 度
玻璃温度计
铂电阻温度计
±0.5℃、分度值≤0.5℃
经校验和补偿（±0.15+0.0024t）
压 力
压力计
U形压差计
气压计
流量差压变送器
1.5级
满度值的±1.5%，最小分度值10~40Pa，连接管内径≥6mm
真空处连接管内径≥10mm，±66.6Pa
经±0.5%U形差压计校验
功 率
电流表
电压表
瓦特表
电流互感器
0.5级
0.5级
1.5级
0.5级
纯 度
氮分析仪
最小分度10－6O2
振动、噪声
测振仪
声级仪
±5%
最小分度1dB(A)
注：测试用的仪器、仪表，如因条件限制等原因无法应用表7所列精度的仪表时，可以使用制造厂提供的工业仪表，其精度应经计量部门校准合格。

6. 2. 3 产品氮流量的测定
6. 2. 3. 1 测定产品氮流量应与纯度测定同步进行，测前应检查所有管接头不得有任何泄露或堵塞。
6. 2. 3. 2 流量测量装置的安装使用按GB/T 2624的规定。节流装置的孔板一般采用标准孔板，安装在出分馏塔的氮气总管上。
6. 2. 3. 3 产品氮气的流量可按式（1）加以修正。
……………………………………………（1）
式中：p，p1——工作状态下和设计工况下孔板前气体压力，MPa（绝）；
T，T1——工作状态下和设计工况下孔板前气体温度，K；
V1——测试时2次仪表的流量读数，m3/h；
V——修正后的气体流量，m3/h。
注： 流量如经过仪表（温度、压力）自动修正，则流量无须经式（1）修正。
6. 2. 3. 4 产品液态氮的测量采用液氮量筒测出每小时的液体体积（或采用称重法测出每小时的液体质量），应换算至标准状态下的气体量。
6. 2. 4 空气流量的测定
6. 2. 4. 1 进分馏塔空气流量应在空气冷却塔或分子筛吸附器后的空气管道上测定。
6. 2. 4. 2 空气的干燥部分流量测定按GB/T 2624规定。
6. 2. 4. 3 空气流量按式（2）修正。
…………………………………………（2）
式中：ρ，ρ1——空气密度的实际值和设计计算值，kg/m3；
p，p1——工作状态下和设计工况下的压力，MPa（绝）；
T，T1——工作状态下和设计工况下气体在孔板前的温度，K；
V，V1——修正后实际流量和仪表读数，m3/h.。
6. 2. 5 产品氮纯度测定
6. 2. 5. 1 分析氮纯度的取样点在出分馏塔氮气总管道上。
6. 2. 5. 2 氮气中氧含量的分析：采用经标准气校验过的分析仪表测定或按GB/T 5831规定，发生争议时，按GB/T 5831规定的测定方法仲裁。
6. 2. 6 压缩功耗测定
功率消耗根据电动机输入功率和电动机效率进行计算。
6. 2. 6. 1 电动机输入功率按式（3）计算。
………………………………………（3）
式中：N——输入电动机端子的功率，kW；
I——输入电流，A；
U——输入电压，V；
cos——功率因数。
6. 2. 6. 2 压缩功率按式（4）计算。
……………………………………………（4）
式中：Nk——空压机功率，kW；
ηe——电动机效率，%（由电动机生产厂提供）。
6. 2. 7 单位制氮电耗按式（5）计算。
……………………………………………（5）
式中：NN2——单位制氮电耗，kW·h/m3；
∑N——成套设备总电耗，kW；
∑VN2——每小时生产的产品氮总和，m3/h。
6. 2. 7. 1 成套设备总电耗按式（6）计算。
……………………………………………（6）
式中：∑N——成套设备总电耗，kW·h/m3；
Nk——空压机电耗，kW；
Nf——辅机电耗，kW。
6. 2. 7. 2 辅助电耗（一般不包括氮产品的压缩功耗和照明用能耗），计算方法按流程形式确定，分别按式（7）或式（8）计算。
a) 流程Ⅰ按式（7）计算。
…………………………………（7）
式中：Nf——辅机电耗，kW；
N1——压缩机主油泵电耗，kW；
N2——压缩机润滑系统抽风机电耗，kW；
N3——膨胀机油泵电耗，kW；
N4——空冷塔水泵电耗，kW；
N5——水冷塔水泵电耗，kW；
N6——水冷塔抽风机电耗，kW。
b) 流程Ⅱ按式（8）计算。
………………………（8）
式中：N1、N2 、N3、N4、N5、N6见式（7）；
N7——冷冻机电耗，kW；
N8——分子筛再生电耗。采用蒸气加热再生时，按进出蒸气焓差，计算出加热周期的总热量，然后换算成电耗，kW。
注：分子筛再生能耗可按计算平均值或测定平均值。
6. 2. 7. 3 氮气产量包括液体氮在内，按式（9）计算。
……………………………………………（9）
式中：∑VN2——氮气总量；
V1——气氮产量；
V2——液氮产量换算至标准状态的气氮量，如果液氮气化后并入管网，则不另外计算。
6. 2. 8 噪声测定
6. 2. 8. 1 透平压缩机噪声测定方法按GB/T 2888的规定。
6. 2. 8. 2 放空消声的噪声测定方法可参照GB/T 2888的规定。
6. 2. 8. 3 测定的噪声包括辅机噪声。
6. 2. 9 振动测定
6. 2. 9. 1 透平压缩机的轴振动值按式（10）计算，或按JB/T 6443执行。
…………………………（10）
式中：A——全振幅，μm；
n——最高连续转速，r/min。
6. 2. 9. 2 透平压缩机的轴振动在靠近径向轴承处测定。
6. 2. 10 仪表投表率计算
6. 2. 10. 1 仪表投表率按式（11）计算。
……………………………（11）
6. 2. 10. 2 仪表总数为控制室表盘上和（或）计算机控制的测点数，就地的仪表数和分析室分析用仪表数的总和，不包括因用户原因而无法投运的仪表。
7 验收规则
7. 1 纯氮设备各单元部机一般应在制造厂试验合格，受条件限制不能在制造厂进行试验时，允许在成套设备性能试验前，在用户处现场进行试验。各单元的部机均须检验合格才允许投入成套设备的性能试验。
7. 2 成套纯氮设备须经48h的连续试验或按合同规定，各项指标应符合表6或合同要求。
8 标志、包装、运输及贮存
8. 1 纯氮设备应在明显位置设置标牌，其尺寸和要求应符合GB/T 13306的规定。
8. 2 纯氮设备的铭牌内容至少应包括：
a) 产品型号；
b) 产品商标；
c) 产品名称；
d) 主要性能；
e) 出厂日期；
f) 制造厂名。
8. 3 纯氮设备（含配套机组在内）的出厂技术文件应包括：
a) 出厂合格证；
b) 使用说明书；
c) 安装技术要求；
d) 压力容器质量证明书、竣工图；
e) 随机技术文件及图样清单（按合同规定的清单提出）；
f) 装箱清单；
g) 成套交货范围。
8. 4 纯氮设备的包装运输参照GB/T 13384和JB/T 2536规定。包装运输采取以成套设备为单位，分箱包装。
8. 5 设备安装前，所有设备应安放在排水畅通或有遮盖的场所内，离地300mm，妥善保管，并符合单机说明书的有关规定，超过规定的油封期时应重新油封。
8. 6 纯氮设备到货后18个月或出厂后24个月（分馏塔整体组装出厂的设备出厂后18个月）内应安装运转。在此期间内，除易损件外的所有零部件，如因制造质量问题影响正常运转，制造厂应无偿地予以修理或更换。

JB/T 9074－1999

中 华 人 民 共 和 国
机 械 行 业 标 准
纯 氮 设 备
JB/T 9074－1999
*
机械工业部机械标准化研究所出版发行
机械工业部机械标准化研究所印刷
（北京首体南路2号 邮编 100044）
*
开本880×1230 1/16 印张3/4 字数20,000
1999年8月第一版 1999年8月第一次印刷
印数1－500 定价 10.00元
编号 99－165