[發明專利]一種空氣分離設備熱狀態啟動方法

有效

• 申請號: 200810013467.4
• 申請日: 2008-09-28
• 公開（公告）號: CN101684982A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 何玉君;黃海濤;牛彤
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 鞍山華惠專利事務所
• 代理人: 趙長芳

技術領域

本發明屬于能源動力設備，具體涉及一種在熱狀態下快速啟動空氣分離設備的方法。

背景技術

空氣分離設備或稱制氧機是一種生產氧氣、氮氣和氬氣的設備。根據設備檢維修的規定和保證長期使用的要求，每2年都必須對空氣分離設備進行一次大加溫，而大加溫后每次在熱狀態下重新啟動都需要較長的時間，因此產品的送出時間亦隨之延長。對于35000m³/h空氣分離設備來說，通常產品氧氣和氮氣的送出時間為32小時，產品液氬的送出時間高達56小時以上，不僅降低了氧氣廠的產量和設備作業率，減少了經濟收益；而且直接影響了氧氣、氮氣和氬氣使用廠家的生產需要，造成一系列的經濟損失。

之所以空氣分離設備熱狀態啟動時間長，主要是由于啟動時空氣分離設備本身溫度過高，導致高壓空氣膨脹量和高壓空氣量不足造成冷量不夠，使得空氣分離設備冷卻和液體積累所需要的時間延長，延緩了液氧及液氮內壓縮流程泵的啟動和精餾的建立，從而延長了整個空氣分離設備的啟動時間。

作為主要制冷設備的透平膨脹機在設計上只能運行一臺，空氣分離設備正常運行時膨脹機產生的冷量約占65％，作為空氣壓縮設備的增壓機出口空氣通過節流閥所產生的等溫節流效應的制冷量約占35％。在熱狀態下啟動時，空氣分離設備溫度高，高壓空氣量較少，即使節流閥全開，高壓空氣量也只有正常運行時的65％，這時冷量主要是由膨脹機產生。膨脹量越大，制冷量越大。但膨脹量受膨脹機入口溫度限制，熱狀態下空氣分離設備啟動時膨脹機入口溫度高，膨脹量不能太大。如果膨脹量過大，會造成膨脹機轉速超高，膨脹機增壓側軸承與膨脹側軸承溫差較大，將造成膨脹機的損壞。因此，此時即使膨脹機循環閥開度較大，其膨脹量也只能達到正常運行時的70％左右。由于冷量不足，空氣分離設備無論是自身冷卻、液體積累，還是液氧流程泵與液氮流程泵的啟動，乃至于精餾工況的建立都將延緩，從而延長了空氣分離設備的啟動時間。

迄今為止，尚未見有解決上述問題的文字記載及資料報道。

發明內容

本發明的目的就是針對上述問題，提供一種能夠縮短空氣分離設備在熱狀態下的啟動時間，從而節省電能和早出產品的啟動方法。

為此，本發明所采取的技術解決方案是：

本發明空氣分離設備熱狀態啟動方法，是在空氣分離設備加熱結束后，采取根據空氣分離設備所處的工藝過程調整上精餾塔壓力，增大高壓空氣量，依據出過冷器污氮溫度調整下精餾塔壓力調節閥開度和打開速度，外送液氬走主換熱器回收液氬冷量，提前啟動液氮和液氧流程泵，提前進行調純以及增加粗氬塔液態空氣蒸發量技術措施，增加制冷量，加快設備冷卻速度和液體積累速度，實現熱狀態下空氣分離設備的快速啟動。

具體操作步驟及方法為：

1、根據工藝過程調整上精餾塔壓力：當空氣分離設備加熱結束后，在冷卻過程中降低上精餾塔壓力，將計算機壓力控制模塊PIC的設定壓力值下降為25～29KPa，增加入塔空氣量；在積液過程中提高上精餾塔壓力，當空氣分離設備冷卻到液化溫度，主冷液位計開始有顯示時，將計算機壓力控制模塊PIC的設定壓力值由25～29KPa提升到36～41KPa；開始調純后，將計算機壓力控制模塊PIC的設定壓力值恢復到正常工作壓力；

2、增加高壓空氣量：在空氣分離設備冷卻、液體積累階段，將高壓空氣節流閥全開，隨著精餾工況建立再逐步將高壓空氣節流閥關至正常開度；

3、適度調整下精餾塔壓力調節閥：膨脹機啟動后，根據出過冷器污氮溫度的降低速度調整下精餾塔壓力調節閥開度和打開速度，在3h時間內將壓力調節閥開度打開至60％～65％；在高壓空氣出主換熱器溫度達到—142℃時，開始關小壓力調節閥直至全關；

4、外送液氬走主換熱器：在高壓空氣出主換熱器的溫度達到—142℃時，打開液氬分流閥及氬氣調節閥，關閉液氬控制閥，液氬走主換熱器回收液氬冷量；

5、提前啟動液氮和液氧流程泵：當主冷液位計達到5％時，啟動液氮流程泵；主冷液位計達到20％時，在計算機程序中手動將主冷液位的聯鎖值改為20％，啟動液氧流程泵；

6、提前開始調純：在液氮流程泵和液氧流程泵啟動后，逐漸關小液氮調節閥、污液氮調節閥和液態空氣調節閥至正常開度，提前進行調純；

7、增加粗氬塔液態空氣蒸發量：在粗氬塔達到正常負荷后，將液態空氣蒸發量在設定值的基礎上增加1800～2200m³/h，當粗氬氧含量合格后將液態空氣蒸發量恢復至正常值。