Tutti i tipi di compressori e turbine a vapore sono familiari a tutti, ma capisci davvero il loro ruolo nella separazione dell'aria? L'officina di separazione dell'aria in fabbrica, sai com'è? La separazione dell'aria, in termini semplici, è un insieme completo di apparecchiature industriali utilizzate per separare vari componenti nell'aria per produrre ossigeno, azoto e argon. Ci sono anche gas nobili come elio, neon, argon, krypton, xeno, radon, ecc.
Le apparecchiature di separazione dell'aria utilizzano l'aria come materia prima, congelano profondamente l'aria in liquido attraverso il metodo del ciclo di compressione e quindi generano gradualmente gas inerti come ossigeno, azoto e argon dalla separazione dell'aria liquida dopo la rettifica. Metallurgia, fertilizzante azotato professionale su larga scala, fornitura di gas, ecc.
In breve, il processo di separazione dell'aria del sistema include:
■ Sistema di compressione
■ Sistema di pre-raffreddamento
■ Sistema di purificazione
■ sistema di scambio termico
■ Sistema di consegna dei prodotti
■ Sistema di refrigerazione ad espansione
■ Sistema a colonne di distillazione
■ Sistema di pompaggio del liquido
■ Sistema di compressione del prodotto
Introduciamo l'apparecchiatura una ad una in base al flusso di processo del sistema di separazione dell'aria:
sistema di compressione
Ci sono filtri dell'aria autopulenti, turbine a vapore, compressori d'aria, compressori d'aria, compressori di strumenti, ecc.
(1) Il filtro autopulente generalmente aumenta con l'aumento del volume d'aria, il numero di elementi filtranti aumenta e il numero di strati è più alto. Generalmente, il layout a doppio strato è superiore a 25.000 e il layout a tre strati è superiore a 60.000. Generalmente, un singolo compressore ha bisogno di una disposizione del filtro separata. , e allo stesso tempo disposto nello sfiato superiore.
(2) La turbina a vapore è un tipo di espansione del vapore ad alta pressione che funziona e spinge la girante coassiale a ruotare, realizzando così il lavoro sul mezzo di lavoro. Le forme comuni di turbine a vapore sono la condensazione completa, la contropressione completa e il pompaggio, e il più comunemente usato è il pompaggio.
(4) I compressori d'aria sono generalmente investiti in compressori centrifughi isotermici monoalbero per impianti di separazione dell'aria su larga scala. Il consumo di energia importato è inferiore di circa il 2% rispetto a quello nazionale e l'investimento è superiore dell'80%. Generalmente, esiste un requisito anti-sovratensione del flusso di aspirazione minimo, la paletta guida di ingresso viene utilizzata per la regolazione del flusso e l'unità domestica importata è la compressione a quattro stadi e il raffreddamento a tre stadi (lo stadio finale non è raffreddato). Il compressore d'aria principale è dotato di un sistema di lavaggio ad acqua, che viene utilizzato per lavare i depositi sulle superfici delle giranti e delle volute di tutte le fasi. Il sistema è confezionato con l'host.
(5) Supercharger In generale, l'investimento di impianti di separazione dell'aria su larga scala adotta due tipi di compressori centrifughi isotermici monoalbero e compressori centrifughi ad ingranaggi. Tra questi, il tipo di ingranaggio ha grandi vantaggi nel consumo di energia, specialmente nel caso di alta pressione.
(6) I compressori di gas strumentale hanno generalmente tre forme: macchina a vite oil-free, tipo a pistone e tipo centrifugo. Poiché il tipo di pistone e il tipo centrifugo sono naturalmente oil-free, non è necessario un dispositivo di sgrassaggio, sono necessari solo un dispositivo di essiccazione (rimozione dell'acqua) e un filtro di precisione (rimozione di particelle solide); le macchine a vite hanno generalmente olio e oil-free e rimozione dell'olio. Due macchine a vite a iniezione di olio devono essere dotate di un dispositivo di sgrassaggio e, allo stesso tempo, è necessario installare un filtro di disoleazione ad altissima precisione per soddisfare il processo. È oil-free, lo svantaggio è che è più costoso. Il tipo di pistone è adatto per il volume d'aria inferiore a 500 Nm³/h; il volume d'aria inferiore a 2000 Nm³/h è adatto per macchine a vite o a pistoni; il volume d'aria è superiore a 2000Nm³/h, ovvero sono disponibili tre modelli. Quando il volume d'aria è elevato, i vantaggi dei compressori centrifughi sono parti meno soggette a usura, una manutenzione conveniente e prestazioni ad alto costo.
Il compressore dello strumento viene utilizzato durante la guida e viene estratto dal purificatore del setaccio molecolare dopo il normale funzionamento.
Sistema di pre-raffreddamento
La torre di raffreddamento ad aria del sistema di pre-raffreddamento ha due forme: circolazione chiusa (la torre di raffreddamento ad aria è divisa in sezioni superiore e inferiore e l'acqua refrigerata circola tra la sezione superiore della torre di raffreddamento ad aria e la torre di raffreddamento dell'acqua) e circolazione aperta (ingresso acqua e sistema di circolazione dell'acqua). I circuiti chiusi sono utilizzati principalmente in impianti chimici con scarsa qualità dell'acqua, dove è necessario aggiungere acqua dolce e sostanze chimiche. La circolazione aperta è ampiamente utilizzata, ma il sistema di circolazione dell'acqua deve anche reintegrare regolarmente l'acqua dolce e il sistema di pre-raffreddamento deve anche considerare le condizioni estive.
Il fondo della torre di raffreddamento ad aria è generalmente progettato come anello Pall in acciaio inossidabile Φ76 da 1 m (alta temperatura), anello Pall in polipropilene rinforzato Φ76 da 3 m (grande flusso), anello Pall in polipropilene rinforzato Φ50 da 4 m.
Esistono anche due tipi di torri di raffreddamento ad acqua: di tipo a due stadi (nessuna fonte fredda esterna, sufficiente recupero raffreddato ad azoto di acque reflue secche, in modo che il sistema di pre-raffreddamento sia garantito, ma la resistenza è raddoppiata, (7 metri + 7 metri φ50 anello di polipropilene Pall) e tipo di sezione (con fonte di raffreddamento esterna, 8 metri φ50 anello Di pall in polipropilene).
Inoltre, tutte le prese d'acqua del sistema di pre-raffreddamento devono essere dotate di filtri (di solito 6 unità: 4 pompe, prese d'acqua delle torri di raffreddamento dell'acqua e prese d'acqua sul lato evaporativo del refrigeratore) per evitare che le impurità vengano introdotte nel sistema. L'effetto del sistema di pre-raffreddamento viene testato come segue: il gas di uscita della sezione di imballaggio inferiore di 4 m è inferiore di 1 °C rispetto all'acqua in ingresso; il gas di uscita della sezione di imballaggio superiore di 8 m è superiore di 1 °C rispetto all'acqua. Generalmente, un termometro è impostato nel mezzo della torre raffreddata ad aria (che si estende all'interno).
Sistema di purificazione
Esistono tre tipi di sistemi di purificazione utilizzati nell'adsorbente: flusso assiale verticale, letto matrimoniale orizzontale e flusso radiale verticale.
Il flusso assiale verticale viene utilizzato principalmente per supportare apparecchiature di separazione dell'aria di grado 10.000 (il diametro ha raggiunto 4,6 m), lo spessore del letto è di 1550 ∽ 2300 mm e possono essere disposti sia strati doppi che singoli.
I letti a castello orizzontali sono utilizzati principalmente per supportare impianti di separazione dell'aria di grandi e medie dimensioni. Lo spessore del letto è di 1150 mm (setaccio molecolare) + 350 mm (colla di alluminio).
L'adsorbente a flusso radiale verticale può utilizzare efficacemente lo spazio interno del contenitore, espandere l'area dello strato di adsorbimento dello stesso diametro di circa 1,5 volte e può ridurre efficacemente l'altezza della torre, mentre l'area occupata verticalmente è piccola. Grazie alla distribuzione uniforme dell'aria, diversa dall'adsorbente orizzontale, la quantità di setaccio molecolare è ridotta del 20% e anche il consumo di energia rinnovabile viene risparmiato del 20%.
Tuttavia, lo svantaggio del flusso radiale verticale è la concentrazione centrale (settore) del flusso d'aria, che lo rende più veloce del flusso radiale orizzontale (CO2).< 0.5ppm).="" the="" bed="" thickness="" is="" 1000mm+200mm,="" and="" the="" vertical="" runoff="" can="" meet="" the="" configuration="" of="" air="" separation="" equipment="" above="">
Esistono due tipi di riscaldamento rigenerativo: riscaldatori elettrici e riscaldatori a vapore.
I riscaldatori a vapore includono riscaldatori a vapore orizzontali (inferiori a 40.000 gradi), verticali (oltre 40.000 gradi) e verticali ad alta efficienza (alto tasso di utilizzo del vapore, risparmio energetico del 20%) Layout: riscaldatore a vapore (con punto di rilevamento perdite H2O); Riscaldatori elettrici (dual use e uno standby o un uso e uno standby) in parallelo (impostazione dell'arresto dell'interblocco ad alta temperatura e basso flusso per prevenire il burnout, il materiale del tubo di riscaldamento è 1Cr18Ni9Ti); riscaldatore elettrico (per soddisfare l'attivazione e la rigenerazione, 250∽300°C) e vapore Il riscaldatore è collegato in parallelo; il riscaldatore elettrico è collegato in serie con il riscaldatore a vapore (quando la temperatura del vapore è bassa, la resistenza di rigenerazione è grande).
Il sistema di purificazione deve anche impostare una pipeline di rigenerazione throttling per soddisfare le esigenze di avvio. Inoltre, impostare una valvola di sicurezza sul lato del gas di rigenerazione e impostare una valvola di sicurezza sul lato del riscaldatore del vapore per evitare perdite o sovrapressione sul lato ad alta pressione dell'apparecchiatura o della valvola, nonché la sovrapressione di strozzamento.
Il percorso del flusso rigenerativo è dotato di una valvola a farfalla manuale per distribuire la resistenza, in modo che la torre principale funzioni stabilmente (o non utilizzata, utilizzando la regolazione della fasatura della valvola di controllo principale).
Quindi il sistema di scambio termico
Il sistema di scambio termico è rigorosamente progettato con mezzi misti, che scorre nello stesso scambiatore di calore, il trasferimento di calore di ciascun mezzo viene bilanciato automaticamente e il consumo di energia è basso, ma ciò farà sì che tutti gli scambiatori di calore siano scambiatori di calore ad alta pressione nel processo di compressione interno, il che porterà ad un aumento degli investimenti. L'accumulo, quindi l'organizzazione al di sopra del livello 20000 o lo shunt dello scambiatore di calore a compressione ad alta e bassa pressione è più economico e tutti al di sotto del livello 20000 utilizzano la configurazione dello scambiatore di calore ad alta pressione.
Il prodotto è stato spedito
Per i prodotti a bassa pressione di ossigeno e azoto, impostare la valvola di controllo del prodotto e il percorso del flusso di scarico e il gas di scarico entra nel silenziatore (acciaio al carbonio per il rivestimento in azoto, acciaio inossidabile per il rivestimento in ossigeno). L'azoto marcio è impostato per le acque reflue della torre di raffreddamento dell'approvvigionamento idrico (l'azoto marcio ha l'effetto di scarico delle acque reflue, rimescolamento e regolazione della pressione, in modo che il diametro della torre della torre di raffreddamento dell'acqua possa soddisfare i requisiti di scarico, specialmente quando l'azoto può essere introdotto, in modo che l'alta pressione nella torre non venga soppressa, e la resistenza della torre di raffreddamento ad acqua 6 kpa (altezza di riempimento 8 metri), tubi e valvole 4 kpa, differenza di pressione della porta di scarico atmosferica 2 kpa, per un totale di 12 kpa).
Per i prodotti ad alta pressione di ossigeno, lo scarico viene strozzato in due fasi. In primo luogo, l'ugello del gas del prodotto ad alta pressione scorre a 10 barG, attraverso il riduttore eccentrico, e la piastra di riduzione del rumore Monel è posizionata nel mezzo. Quindi, il diametro del tubo viene ingrandito dal riduttore eccentrico e la portata del mezzo di ossigeno viene controllata al di sotto di 10 m / s. Prodotti azotati ad alta pressione, i prodotti azotati vengono prima strozzati a 10 bar, passano attraverso la piastra di riduzione del rumore in acciaio inossidabile e quindi entrano nell'apertura dell'acceleratore della torre di riduzione del rumore, componenti di riduzione del rumore in acciaio al carbonio; all'interno del muro di esplosione).
La torre del silenziatore può anche essere combinata con il sistema di compressore d'aria, la pressurizzazione del compressore d'aria e la riduzione del rumore (calcolata in base alla quantità di compressori d'aria), attraverso la torre del silenziatore e l'aria di decompressione del sistema di purificazione, il flusso di pressurizzazione e ritorno e la parte di scarico.
Sistema di refrigerazione ad espansione
Esistono tre tipi di espansori: espansori a bassa pressione, espansori a media pressione ed espansori liquidi.
Per un certo tipo di espansore di gas, maggiore è il flusso volumetrico del mezzo di lavoro, maggiore è l'efficienza. Generalmente, l'efficienza di un espansore a bassa pressione con una portata superiore a 8000Nm³ è dell'85∽88% e l'efficienza di una portata inferiore a 3000∽8000Nm³ sarà pari al 70∽80%.
L'espansore a media pressione adotta generalmente uno importato made in China (pezzi di ricambio). L'efficienza dell'espansore importato è dell'82∽91% (l'estremità della pressione è inferiore a 4 punti) con un volume d'aria superiore a 8000 Nm³/h; l'efficienza dell'espansore domestico è del 78∽87% (l'estremità della pressione è inferiore a 5 punti).
Prima di avviare l'espansore, deve essere spurgato (per rimuovere le impurità nel sistema di tubazioni e le impurità nella voluta dell'espansore), quindi viene introdotto il gas di tenuta (solitamente fornito dall'estremità del booster), quindi vengono eseguite la circolazione e la circolazione interna del sistema di olio esterno. Una volta completato il test di interblocco, è possibile avviarlo. Dopo aver superato il test a freddo, può essere teso a freddo. L'avvio a freddo richiede l'avvio del riscaldatore del serbatoio, non dopo il normale funzionamento. A questo punto, il caldo e il freddo del cuscinetto sono stati bilanciati.
L'essenza dell'espansore liquido è utilizzare la testa di pressione del liquido ad alta pressione per eseguire lavori idraulici (allo stesso tempo, l'entalpia del liquido è ridotta, ma è lontana dal gas). Generalmente, l'impianto di separazione dell'aria a pressione interna superiore a 40.000 gradi può utilizzare un espansore liquido per sostituire la valvola a farfalla liquido-aria ad alta pressione. Il vantaggio è che il meccanismo di espansione del liquido viene utilizzato per raffreddare ed espandere la generazione di energia per raggiungere lo scopo del risparmio energetico, che generalmente può ottenere un risparmio energetico di circa il 2%, ma il suo investimento è di decine di milioni di yuan.
Sistema di colonne di distillazione
Le torri di classe 1.5∽50000 utilizzano più torri di vassoio di setaccio e il diametro della torre a piastre circolanti inferiore alla classe 15000 ha più vantaggi (la convezione del liquido è più lunga, ma la produzione è complicata). Le quattro torri di troppo pieno sono dominate da oltre 30.000 gradi e il consumo energetico della torre imballata è basso, ma l'altezza della torre dovrebbe essere aumentata di 5 metri. La separazione dell'aria di oltre 50.000 gradi è più vantaggiosa, soprattutto quando le torri superiore e inferiore sono disposte in parallelo.
Le colonne imballate sono utilizzate per la colonna superiore, la colonna di argon grezzo e la colonna di argon fine. Il produttore è generalmente Sulzer o Tianda Beiyang. La fonte fredda della torre di argon grezzo è generalmente aria liquida arricchita di ossigeno e il gas di scarico può essere scaricato nella tubazione di azoto sporco, quindi il consumo di energia è basso quando il sistema di argon viene arrestato. La fonte di calore della torre di argon è aria liquida arricchita di ossigeno o azoto nella torre inferiore, e la fonte fredda può essere aria liquida magra o azoto liquido. L'alimentazione può essere in fase liquida o gassosa. Va notato che i requisiti di tenuta del condensatore a colonna di argon grezzo a piastre sono relativamente elevati, altrimenti il prodotto di argon non sarà qualificato.
Il raffreddamento principale comprende il raffreddamento principale a strato singolo, verticale a doppio strato, orizzontale a doppio strato, verticale a tre strati e a film cadente (ossigeno liquido e goccia di ossigeno gassoso, con flusso di azoto).
Esistono 6 modi per disporre il sistema di colonne di distillazione:
(1) La disposizione verticale delle torri superiore e inferiore è una disposizione convenzionale. L'altezza della torre inferiore è bassa ed è difficile per il liquido della torre inferiore entrare nella torre superiore o nel condensatore della torre ad argon spesso senza la torre inferiore (può soddisfare la contropressione verso l'alto dell'intera fase liquida nella tubazione e il diametro del tubo non può essere piccolo in questo momento);
(2) Disposizione verticale, disposizione regolare su e giù, altezza media, è difficile per il liquido entrare nella colonna o il condensatore della colonna di argon grezzo nella colonna adotta una linea di stripping per estrarre il liquido nella colonna (l'uscita del tubo incontra rho nu quadrato > 3000, rho è la densità , nu è la portata, la posizione di ingresso è l'1% dell'altezza del tubo di vaporizzazione, è richiesto un diametro del tubo stretto adeguato e il grado di sottoraffreddamento del liquido non è grande);
(3) La colonna superiore è disposta nella sezione di distillazione dell'argon. Due pompe di ossigeno circolanti vengono utilizzate per collegare la colonna superiore. L'altezza inferiore della colonna superiore può risolvere il problema che il liquido nella colonna inferiore non può entrare nella colonna superiore o nel condensatore della colonna di argon grezzo.
(4) La colonna superiore è disposta in sezioni di frazioni di argon e collegata da una pompa di circolazione. La parte superiore della colonna di argon grezzo si trova nella parte superiore della colonna superiore, il che può ridurre lo spazio della cella frigorifera.
(5) La torre è disposta in modo indipendente ed è collegata da una pompa di circolazione, e il raffreddamento principale è nella parte superiore della torre. Il vantaggio è che il raffreddamento principale può essere reso grande;
(6) La torre superiore è disposta in modo indipendente in un luogo freddo e collegata da una pompa di circolazione. La parte superiore della colonna di argon grezzo si trova nella parte superiore della colonna superiore. Il vantaggio è che il raffreddamento principale può essere reso molto grande e anche lo spazio della cella frigorifera può essere ridotto.
Sistema di pompaggio del liquido
La pompa orizzontale è disposta orizzontalmente sotto il tubo di scarico (il liquido entra nel tubo), ed è necessario impostare il gas di riscaldamento (installato nella pompa o il filtro prima della pompa per evitare che le impurità entrino), sigillare l'aria, lo scarico e la valvola di scarico (scarico inferiore, scarico elevato) e il tubo di ritorno (ingresso liquido), la velocità di rotazione della pompa orizzontale non deve essere troppo alta, e la pressione generale è inferiore a 30 barg. La pompa orizzontale ha un carico migliore sul cuscinetto termoretraibile a freddo a causa del layout orizzontale, ma l'equilibrio dinamico del rotore ad alta velocità non è abbastanza buono.
La pompa verticale adotta la disposizione di sospensione del cuscinetto (il tubo di ingresso dell'acqua è più alto del tubo di scarico), che sopporta una grande forza di trazione verso il basso. Il baricentro del rotore e dell'albero viene ricombinato e la velocità può essere molto elevata; generalmente sopra i 30bar, è necessario impostare: l'aria di ritorno prima della pompa (si noti che non c'è una pompa orizzontale), il gas di riscaldamento (impostato prima del filtro della pompa, aspirazione elevata), il gas di tenuta, la valvola di scarico (scarico basso, scarico alto, verificare se è completamente freddo durante il pre-raffreddamento) e il tubo di ritorno (stadio di ingresso del liquido di ritorno). Le pompe verticali sono generalmente multistadio e la tubazione di ritorno non deve essere verso il basso (piatta o inclinata verso l'alto), altrimenti il gas non verrà scaricato, il che porterà facilmente alla cavitazione della pompa. anche
Pompa di ossigeno liquido La pompa di azoto liquido è in standby freddo, la pressione del gas di tenuta della pompa di azoto liquido è superiore a 7barG; la pressione del gas di tenuta della pompa di ossigeno è di 4barG (la pressione della torre inferiore può essere soddisfatta dall'azoto); L'argon liquido viene vaporizzato e sigillato e la portata deve avere un margine del 20%. Generalmente, la valvola di ritorno della pompa di argon liquido stessa è controllata dal bypass di pressione e il livello di flusso della valvola di uscita è controllato dal controllo a doppio anello.
Sistema di compressione del prodotto
La permeazione dell'azoto può soddisfare l'aria compressa generale, il turbocompressore ad azoto ha una pressione più elevata e il tipo di ingranaggio è più efficiente dal punto di vista energetico.
L'ossigeno viene compresso a 30 bar attraverso la fila (8 stadi) in base alla pressione di un cilindro (bassa pressione) e due cilindri (alta pressione e bassa pressione), generalmente inferiori a 30 barg, è necessario impostare un gas di tenuta di 5 barg (la pressione dell'azoto può essere soddisfatta) e allo stesso tempo Perché il mezzo di ossigeno è un anello di fuoco ad alta temperatura e alta pressione, tutte le parti sovracorrenti sono fatte di lega di rame e l'azoto di sicurezza deve essere impostato, che di solito è considerato dalla progettazione ingegneristica; il prezzo di penetrazione dell'ossigeno importato è relativamente alto, circa 2 volte quello dei prodotti nazionali, e generalmente non viene utilizzato. Attualmente viene generalmente utilizzata la penetrazione dell'ossigeno, la pressione di scarico è di 3∽30barG e la portata è superiore a 8000Nm³/h. Tuttavia, la portata è piccola e l'efficienza di permeabilità all'ossigeno è bassa, generalmente 8000Nm³/h (55%)∽80000Nm³/h (68%).
Generalmente adatto per il processo di compressione dell'ossigeno, a partire da 3∽30 barg, ma spesso utilizzare il processo di compressione interno del compressore (generalmente l'efficienza è superiore al 70%, ci sono restrizioni al traffico, l'efficienza è superiore di oltre 10 punti rispetto all'ossigeno, può anche compensare I vantaggi di una perdita di energia aggiuntiva relativamente inferiore dopo la compressione, ma la pressione di compressione interna dell'acciaio deve essere aumentata per evitare fluttuazioni nel sistema di scambio termico) per confrontare e determinare il consumo di energia dopo lo schema.
Quali sono le aziende ben note del settore?
Situato nella zona di sviluppo economico e tecnologico di Hangzhou, Hangzhou Fuyang H Gas Zhejiang Technology Co., Ltd. è una delle imprese specializzate nella ricerca, sviluppo, produzione e funzionamento di apparecchiature a gas industriale. L'azienda dispone di un centro di ricerca e sviluppo, un centro di servizi di produzione e marketing e personale professionale e tecnico di alto livello. Fornire ai clienti consulenza tecnica, progettazione di programmi, produzione di prodotti, formazione del personale, installazione, messa in servizio e altri servizi.
