新钢18000m3／h制氧机工程概述

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中图分类号：TQll28．1文献标识码：B

新余钢铁有限公司18000m3／h制氧机工程是1×100吨转炉的配套工程，自2001年5月开始设备招标，经过土建、设备安装、试压、查漏、裸冷、单机试车等过程，于2003年4月6日下午5：00正式开机，8日晚9：00(中途停机6小时)生产出合格氧气，11日生产出合格氩气，创造了新设备一次性开机出氩时间最短的记录。其设计值及运行值见表1。表118000m3／h制氧机设计值及运行值对照表项目设计值运行值空压机流量／(m3／h)9000090000压力／MPa0．61(A)0．61(A)氧气纯度99．6％99．8％氧气产量／(m3／h)1805018000液氧产量／(m3／h)200350氮气纯度≤5×10-602~0.6×10-602氮气产量／(m3／h)18000>20000液氮产量／(m3／h)100100液氩纯度≤5×10-602(2~3)×10-602≤3×10-6N2(1~3)×10-6N2液氮产量／(m3／h)690700~720

重庆钢铁设计院进行制氧机工程的工程设计，杭氧股份有限公司提供空分本体设备。浙江开元安装公司二公司承建安装工程。该制氧机采用先进的常温分子筛吸附、增压透平膨胀机、规整填料塔和全精馏无氢制氩技术、氧氮产品外压缩、部分氩内压缩的流程。笔者有幸参与了工程建设的全过程，现对整个工程做一概述。

本套制氧机，以确保生产长期稳定、可靠运行及节能、操作弹性大为原则进行流程设计及设备选型，其工艺流程见图1。部分氩内压缩流程以及氮膨胀流程未示出。液氮生产工艺流程见图2。

118000m3／h制氧机特点

(1)采用全低压、全板式的工艺流程，分馏塔上塔、氩塔采用填料塔，大大降低了塔的阻力，氮、氩提取率进一步提高(设计全量提取率氧气为97％、氩气为82．4％)。

(2)空气预冷系统设置水冷塔，充分利用干燥氮气(污氮及富余产品氮)的吸湿性，使冷却水温降低；设置备用的冷水机组，使夏季运行更加稳定可靠。

(3)分子筛纯化系统采用活性氧化铝一分子筛双层床结构，大大延长了分子筛的寿命，卧式床也使床层阻力减少。

(4)透平膨胀机采用增压制动工艺，从而减少膨胀空气量，使精馏塔上塔工况稳定。当有富余的带压氮气时，利用一台膨胀机的制冷能力，生产一定量的液氮或将液氮送入上塔顶部，可转产一定量的液氧。

(5)设备变负荷能力60~115，并设置了外部反灌液氧和液氮管线，可以实现：①快速启动；②膨胀机故障情况下，利用反灌液体，保证空分正常运行；③反灌液氮多产液氧或气氧。

(6)部分液氩产品内压缩，输入2.5MPa（G）气氩管网。

2设备主要配置

2．1空气过滤器

采用无锡安活气体净化设备厂生产的ZKG—2500型自洁式空气过滤器，处理空气量约150000m3／h。该系统提供三个4～20mA信号至中控室，实现启停、报警及压差显示功能。

2．2空气透平压缩机系统

采用美国cooper公司生产的3MSGEP-25／15型空气透平压缩机组，排气量90000m3／h，排气压力0．61MPa(A)，调节范围80％~105％，配套上海电机厂生产的YGF900-4型(8000kW、6000V)异步电动机，采用液态软起动装置进行降压启动。系统的一次仪表由cooper公司和上海电机厂配套供货。制氧机组中央控制系统(DCS)分别对压缩机和电机进行控制和显示、报警、联锁。

2．3空气预冷系统(杭氧供)

空冷塔下段为筛板塔，换热效率高；空冷塔上段及水冷塔为散装增强性聚丙烯鲍尔环填料，阻力小。考虑到夏季运行的稳定可靠性，自备了一台马来西亚产的顿汉布什冷水机组。系统阀门均采用不锈钢球阀，四台水过滤器为不锈钢材质，四台氮水预冷水泵采用不锈钢叶轮和轴，保证系统供水的清洁度。空冷塔、水冷塔的翻板液位计设有蒸汽保护系统，防止低温冻结。双法兰变送器液位计将空冷塔、水冷塔的液体信号准确送到DCS上进行显示、报警和联锁。

2．4分子筛纯化系统(杭氧供)

HXK-90000／5型分子筛纯化系统为卧式双层床结构，单台装活性氧化铝11吨、13X分子筛15．5吨。分子筛再生切换周期约4小时，电加热器为二开一备，单台功率为507kW，系统切换阀门选用了无锡工装产品，电磁阀采用了德国Herion产品，确保系统运行的稳定性、可靠性。

2．5透平膨胀机系统(杭氧供)

两台反动式可调喷嘴增压透乎膨胀机，膨胀量在9480m3／h左右，并可在75％~130％范围调节，单台运行时温降达60K左右，其中一台可进行氮膨胀，最大氮膨胀量在13800m3／h，可产液氮1550m3／h或产液氧1650m3／h。

2.6分馏塔系统(杭氧供)

分馏塔系统包括主换热器，上塔(规整