KDN-600空分设备使用说明书.docx

KDN-600/50Y型空分设备
使用说明书
14063B·SM

目录
前言
1. 流程简述
2. 启动与运转
2.1 启动前的准备
2.2 空压机的启动
2.3 预冷系统的启动
2.4 纯化器的启动
2.5 分馏塔的启动
2.6 透平膨胀机的启动
2.7 分馏塔系统的冷却和积液
2.8 对装置精馏工况的调整
2.9 本设备正常运转时的主要数据
2.10 运转时应注意事项
3. 正常情况下的停车步骤
4. 分馏塔的全面干燥
5. 维护和安全
6. 裸体冷冻

1. 前言
本说明书是KDN-600/50Y型纯氮设备运转及使用方面的说明书，设备在实际运转时会产生一些差异，可根据实际情况对本说明书进行修正和补充。
下列机组请参照各自使用维护说明书。
1. 冷气机组
2. 气体轴承透平膨胀机组
3. 仪电控系统

1. 流程简述：
原料空气由用户提供，压力0.68MPa，温度15~40℃，不含游离水，进入冷气机组冷却至5℃左右，分离掉冷凝水后进入纯化器，去除H2O、C2H2、CO2等碳氢化合物，分子筛吸附器两台交替使用，一台吸附工作，另一台再生解析，再生气为出分馏塔的废气。
净化的空气进入分馏塔，通过主换热器、液化器与返流的废气及产品氮气进行热交换，冷却至饱和状态，然后进入精馏塔底部，经过精馏分离为产品氮气和富氧液空，在0.37MPa压力下与氮气相交换热，氮气液化作为精馏塔回流液，液空蒸发成为废气。经过冷器、液化器复热后去膨胀机膨胀制取冷量。
膨胀废气经过冷器、液化器、主换热器复热至常温后出分馏塔，一部分用于纯化器再生，其余放散大气。
产品氮气从精馏塔顶抽出经液化器、主换热器复热后送用户。
产品液氮从冷凝器回流液氮中抽出，汇集于液氮量筒，定时向贮槽输送。
2. 启动前的准备
2.1 启动前的准备
2.1.1 纯氮设备启动前对分馏塔系统进行全面干燥吹除后，关闭所有阀门。
2.1.2 空压机组、冷气机组、透平膨胀机组、单机调试完毕具备启动条件。
2.1.3 仪控系统调试完毕具备使用条件。
2.2 空气压缩机组的启动，按该机组的使用维护说明书进行。
2.3 冷气机组的启动，按该机组的使用维护说明书进行。
2.4 纯化器的启动
2.4.1 纯化器设置分子筛吸附两台，倒换使用，吸附工作时间8小时，再生操作按八步完成。

以上各段时间在调试阶段可根据实际情况调整至最佳。
2.4.2 操作注意事项
（1） 倒换操作要缓慢进行，切忌床层气流速度突变，冲击床层使吸附剂破碎，充泄压过程应缓开阀门使吸附器压力PI-1202（PI-1203）缓慢变化达要求值。其中泄压结束 PI-1202（PI-1203）达0.02MPa，充压结束PI-1202应于PI-1203等值。
（2） 再生气出电加热器温度175℃由TIC-1204自控，当TIC-1204指示高于185℃时，自动切除一组电热元件（16.8KW）的电源，当TIC-1204指示低于150℃时自动将这组电热元件的电源接通。
（3） FIS-1201指示再生气流量，由PIC-1216（压力设定为12.10Kpa）控制V1216的开度，使FIS-1201指示达于700M3/H，稳定后才能组电加热器送电，必须牢记电加热器应先通气再送电，先断电停气。
2.4.3 纯化器的活化操作
（1） 通干燥气体活化，常压下活化温度200℃（TIC-1204）。
（2） 无干燥气体时可用纯化后空气经V101导入分馏塔打开V2、V3，调节V101使PI-101不小于0.65Mpa，并调节V1216使FIS-1201达到700Nm3/h。切换时间可由2小时逐渐增至8小时。当吸咐器冷吹期温度峰值达120℃（TI-1203）时活化结束。
2.4.4 真空包装完好的分子筛吸附剂，充填后可不必活化直接使用。
2.5 精馏塔的启动
2.5.1 纯化器活化结束后逐渐增加进塔空气量。
2.5.2 当精馏塔为常温时打开V302吹除2~5分钟后关闭。
2.5.3 监视精馏塔压力PI-1，并逐渐提高之。当PI-1达到0.68Mpa时全开V101。
2.6 透平膨胀机的启动
2.6.1 详见透平膨胀机的使用维护说明书。
2.6.2 开V1217供膨胀机轴承气及密封气。
2.6.3 打开膨胀机进出口截止阀（V443、V444），缓慢打开启动阀V3，微开V441（V442）调节阀，启动膨胀机。
2.6.4 增大V3开度使机前压力PI-401A稳定在0.30Mpa以下并按膨胀机说明书要求使其高效率大气量运转。
2.6.5 本阶段注意事项
膨胀机启动后分馏塔内设备逐渐冷却，膨胀机处理量逐渐增加，吸入压力降低，应及时调节V3保持吸入压力0.4Mpa，并注意增加进塔空气量。
2.7 精馏塔系统的冷却积液
2.7.1 打开V302进行吹除，待结霜关闭，霜融化后再开，反复几次，打开V301结霜关闭。
2.7.2 打开V303吹除结霜后关闭，霜融打开反复多次。
2.7.3 当膨胀机运转数小时后，当机后温度达到-170℃，精馏塔开始出现液面，上涨至100mm时（LIC-1）将积累的液体全部排掉并观察排液是否清净，分析C2H2及CO2含量，决定是否再次排液。
2.7.4 当精镏液面（LIC-1）达到350~400mm时，稍关V3，膨胀机前压力（PI-401A，PI-401B）降低，再缓开V1，回复机前压力，反复进行，直至全关V3，使膨胀机进口压力稳定在0.36Mpa，精馏塔液位保持在350~400mm；与此同时冷凝蒸发器液位出现，并逐渐上升。
2.8 提取纯氮产品的操作
2.8.1 当冷凝蒸发器液位（LI-2）达50mm时，将积累液体全部放掉并观察是否清净，分析CnHm含量决定是否再次排液。
2.8.2 当LI-2液位达到500mm时，冷凝蒸发器开始工作，精馏开始形成。
2.8.3 微开V304，排放不凝气。
2.8.4 缓慢打开V103，在稳定精馏塔压力的前提下，使FIC-102指示100m3/h。
2.8.5 逐步调整工况，使冷凝蒸发器液位（LI-2）稳定在800mm，空气流量（FI-101）达于1300m3/h左右。维持膨胀机前压力PI-2=0.36Mpa前提下确定V2的开度。
2.8.6 不断分析氮纯度，当ARA-102指示小于5×10-6O2时，渐关V103、渐开V102并逐渐增加送氮量于正常值600m3/h。
2.8.7 提取液氮产品的操作
a) 全关V2使膨胀机满负荷运转。
b) 开V4并调整开度，使冷凝器液位LI-2不下降并维持PdI-1于正常值，同时监视AE-2保持氮纯度不降低。
c) 当LI-3达到2000mm时，全开V5向贮槽送液氮到LI-3降至300mm时关V5。
2.9 本设备正常运转时的主要数据
以下数据为设计值，待空分设备稳定运转后再作一修正。

2.10 运转时应注意事项
2.10.1 当装置工况变化时应注意空压机压力波动。
2.10.2 定期排放纯化器前水分离器的冷凝水。一般情况下，纯化器前水分离器可每班排一次，切忌水份带入分子筛吸咐器造成事故。
2.10.3 冷凝蒸发器液空液位（LI-2）的高低是靠膨胀量的多少来调节的。若LI-2上升则开大V2减少膨胀量，反之亦然。
3. 正常情况下的停车步骤
3.1 开V103关V102停止氮产品输送。
3.2 全开V2按膨胀机操作说明停膨胀机。
3.3 停空压机。
3.4 关闭纯化器各阀门。
3.5 开V305泄压，待系统压力达到常压后，关V305。
3.6 打开启动阀V3
3.7 对于装置的临时停车不要排放液体，保持冷却状态，注意系统不要因液体汽化而超压，可用PIC-1216控制V1216的开度。
3.8 长期停车要排放所有液体，静置4小时自然升温，再进行全面干燥。
4. 分馏塔的全面干燥
4.1 干燥前的准备工作
4.1.1 按“2启动与运转”中的规定，相继启动。
2.2 空气压缩机组的启动，按该机组的使用维护说明书进行。
2.3 冷气机组的启动，按该机组的使用维护说明书进行。
2.4 纯化器的启动
并使上述各系统稳定运转。
4.1.2 开V305吹除数分钟后关闭。
4.1.3 将PIC-1216置于手动。
4.1.4 缓开V101，注意PI-101压力稳定，干燥即开始。
4.2 干燥程序
4.2.1 精馏塔及纯氮管路。
4.2.2 低压废气管路，打开V3、V2构成通路。
4.2.3 冷凝蒸发器废气侧。
4.2.4 冷凝蒸发器氮气侧。
4.2.5 膨胀机。
4.2.6 冷箱内所有干燥未尽管线。
4.2.7 所有计器管线。
4.2.8 上述工况保持数小时，当干燥气体出口露点达-40℃，干燥完成。
4.3 本阶段注意事项
4.3.1 按膨胀机使用说明供轴承气及密封气，防止误动作损坏膨胀机。
4.3.2 对冷凝蒸发器废气和氮气侧的干燥要注意流路的合理并延长干燥时间。
4.3.3 每打开一个干燥气路应在工艺流程图上用彩色标记防止气体短路及漏掉管线。、
4.3.4 每一条气路干燥好后应将其吹除阀关小以便对新的气路干燥。
5. 维护和安全
5.1 保温材料及吸附剂的添加。
5.1.1 设备经过一般运转后，冷箱内珠光砂会下沉，保冷箱上部产生空隙，冷损增加，因此要定期检查及时添加干燥的珠光砂。
5.1.2 向吸附器填装的分子筛必须是非受潮的，设备经过一段时间运转后，吸附器中的分子筛也会下沉，应及时添加。
5.1.3 分子筛的调换，经过长时间运转，分子筛吸附能力下降或破碎严重，需要重新调换分子筛。
5.2 安全
5.2.1 空分装置附近严禁烟火，禁止存放可燃物、爆炸物、油脂等。
5.2.2 防止C2H2及CnHm的积聚。
（1） 空气进分馏塔前CO2含量不得大于2PPm。
（2） 冷凝蒸发器液空中C2H2含量的警戒值为0.6PPm，∑C警戒值为100PPm，须定期分析不得超限。
5.2.3 安全阀的校正。
设备停车大修或长期停车再启动以前要校验安全阀，并加铅封。
6. 裸体冷冻
空分设备在安装或大修后，在开车前都要进行裸冷，以在低温下考核设备的安装和检修质量以及检查管道设备是否连接无误。
裸体冷冻是使分馏塔内部设备管道上都结满白霜，温度不再下降达到平衡，裸冷就可结束。
裸冷试车的准备、启动、运行均同于“2启动与运转”，按照其中2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7要求进行操作，逐步冷却各设备。