煤化工項(xiàng)目中空分裝置的建設(shè)分析

閆清華

摘 要：一般大型的空分的設(shè)備在各個煤化項(xiàng)目之中，占有著總要的地位。其中包含了對電源系統(tǒng)在空分裝置地位的分析，以及在交流電源中UPS的制約，而針對目前直流系統(tǒng)的方案存在著一定的問題。文章中以項(xiàng)目為主，分析了空分裝置的規(guī)模與流程等特點(diǎn)，并對總平面的分布和二氧化碳的排放情況進(jìn)行了分析。希望能夠?yàn)榭辗盅b置的設(shè)計與建設(shè)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：煤化工項(xiàng)目;空分裝置;探究與分析

我國煤炭的存儲量是非常豐富的，其不僅是化石能源也是化工品中的原料。隨著近些年來經(jīng)濟(jì)與社會的高速發(fā)展，人們對于能源與化工品的需求也在逐漸地增加，而煤化就在能源之中占據(jù)重要地位。而國際上油價也發(fā)生了比較劇烈的動蕩，對于代替的原料和能源的需求都越來越迫切，我國的煤化工行業(yè)與各個領(lǐng)域都成為了重要的組成部分。而煤化工技術(shù)也得到了比較重大的突破與發(fā)展，特別是在煤化化工技術(shù)的工業(yè)化發(fā)展，對于大型的煤制油和煤制天然氣方面都取得了比較大的進(jìn)展與突破。

1 確定空分裝置的規(guī)模

空氣分離器的首要設(shè)計任務(wù)是選擇合適的裝配尺寸和通用型號?？辗盅b置在使用在煤化工項(xiàng)目當(dāng)中時，主要用于幫助氧氣中的氣體進(jìn)行分離，從而生成氧氣和氮?dú)獾囊环N工業(yè)設(shè)備，也可以稱其為氧氣生成汽化劑和反應(yīng)原料等，尤其在煤氣化的作業(yè)中對其的要求相對而言也比較高，故而在實(shí)際工作中為了可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的空分裝置規(guī)模，必須先對氧氣量做基本計算并將其作為相關(guān)定義基礎(chǔ)的。

1.1 掌握所用氧氣的性能和規(guī)格

煤氣化工作裝置是整個煤化工項(xiàng)目進(jìn)行過程中，最主要的消化途徑同時也是主要用戶，有些裝置或者是具有微弱的要求，但是在實(shí)際運(yùn)算氧氣使用總量的過程中，結(jié)果得出通常是依照煤氣化設(shè)備和其他設(shè)備的氧裝置相疊加得出的，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的煤質(zhì)變化的時候，或者是在調(diào)節(jié)裝置的負(fù)荷的時候，也要將設(shè)計裕量考慮進(jìn)去。氧氣的純度也需要滿足客戶的要求，氧含量一般不會超過99.6%，煤氣化在工作之前選用的爐型以及工藝直接決定了氧氣壓力收集指數(shù)，在此類型的工程項(xiàng)目中所用的氧壓力是比較高的，控制的范圍在4-9兆帕之內(nèi)。

1.2 產(chǎn)品氮?dú)獾哪芰εc規(guī)格

氮?dú)馐且环N必不可少的保護(hù)氣體或者是密封的氣體，而且這種原料的需求的適用裝置比較多，因此呈現(xiàn)的壓力等級相對而言也同樣比較繁雜，為此在實(shí)際工作環(huán)節(jié)中需要考量對于不同氮?dú)庥脷庖?guī)格差異，然后對于不同等級的氮?dú)鈮毫亩C合評測氮?dú)獾氖褂昧?。在確定氮?dú)獾囊?guī)模的時候，需要發(fā)現(xiàn)對于輔助裝置需要調(diào)整的連續(xù)使用劑量，然后再依靠每個裝置所設(shè)計的特性氮?dú)庠O(shè)置，將其在可控范圍內(nèi)將其調(diào)整到最大，將用戶使用量最大數(shù)值、間斷用量與其正常差值進(jìn)行疊加，重新計算該廠區(qū)相應(yīng)管線之間的最大傳輸距離和總體面積，還要將管網(wǎng)的用量計算進(jìn)去。

1.3 確定液體產(chǎn)品和確定其他產(chǎn)品的能力

在應(yīng)用液氮與液氮能力的時候，需要根據(jù)不同用戶的需求和空分的裝置，再根據(jù)每項(xiàng)大型煤化工程項(xiàng)目具體情況，查驗(yàn)空分裝置的對應(yīng)套數(shù)是否比較多。同樣，在思考單套的空分裝置中，液體的其他系統(tǒng)項(xiàng)目需要同時滿足供應(yīng)時間保證氧氣和氮?dú)膺@兩種原料的需求。按照不同的施工項(xiàng)目可以考慮選擇不同性質(zhì)的用氣特點(diǎn)執(zhí)行，來考慮空分裝置的運(yùn)行。而針對于其他稀有氣體的應(yīng)用，需要考慮成本方面的因素。尤其是在規(guī)劃項(xiàng)目的整體設(shè)計階段時，相關(guān)工作人員需要按照不同產(chǎn)品之間的性能和使用規(guī)格，來完成基本預(yù)期情況空分裝置能力舉例，若是在基本完成空分裝置的基本，規(guī)劃之后，則可以在這樣的基礎(chǔ)上，來進(jìn)行設(shè)備的選擇與總圖的布置。

2 空分裝置設(shè)備的流程與特點(diǎn)

不同的項(xiàng)目中的空分裝置和流程與設(shè)備裝置都會有差異，根據(jù)大型的煤化工項(xiàng)來說，其主要的流程與設(shè)備可以分成一下幾類：

2.1 多樣化流程

針對大型的煤化與工程項(xiàng)目中對于氧氣需求量的差異，壓力通常在4-9兆帕之間，所以在空分的過程中，可以縮短流程，而針對煤氣化技術(shù)的差異以及壓力等級劃分的不同，氮?dú)庥昧糠矫媾c壓力的等級差別也是比較大的，一般空分流程的形式非常多樣，而根據(jù)空氣循環(huán)流程的問題也需要根據(jù)項(xiàng)目不同來進(jìn)行有針對性的設(shè)計。

2.2 機(jī)組的集成化

主要用于完成原料利用的空氣壓縮機(jī)裝置和增壓的壓縮機(jī)來說，其主要是由雙軸的進(jìn)行輸出的，另外可將其作為拖動式的一種氮?dú)鈮嚎s性能機(jī)械產(chǎn)品。一般而言可以承受較大流量的裝置主要采取的作業(yè)方式都是軸流式跟離心式的，而且汽輪機(jī)器、原料增壓機(jī)和原料空氣壓縮機(jī)器的在運(yùn)行時，所經(jīng)用的都是同一套潤滑油使用系統(tǒng)。

2.3 空氣式冷卻法

有時候常見的煤化工項(xiàng)目所設(shè)置廠區(qū)面臨缺水是常態(tài)，所以為了能夠更好地節(jié)約資源，保證排氣可以盡快冷卻同時蒸汽的熱能可以轉(zhuǎn)化為透平轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，可以選擇空冷器的使用。一般情況下需要在其使用前集中布置，才能保證吸風(fēng)的總量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，同時也能降低由于各種干擾問題所影響壓縮機(jī)使用。使用過程中需要按照空冷器功能轉(zhuǎn)化能力進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計調(diào)整，還需實(shí)時結(jié)合當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r。

2.4 低溫轉(zhuǎn)動的儀器設(shè)備具的非常高的可靠性

由于一般的煤化工項(xiàng)目中存在的單套的空分能力都相對很強(qiáng)，所以大部分的空分裝置在出現(xiàn)停車之后，大概率情況都會致使下游的裝置出現(xiàn)停車，所以設(shè)備是否可靠是非常重要的，而當(dāng)?shù)蜏剞D(zhuǎn)動設(shè)備處在低溫狀態(tài)的時候，如果出現(xiàn)了故障，是要非常長大的一段時間來解決出現(xiàn)的問題，因此，通常情況下，低溫的轉(zhuǎn)動設(shè)備都是要具備一定程度的可靠性的。

3 保證空分裝置設(shè)備與氣化爐相配

在進(jìn)行整體的設(shè)計的過程中，使空分裝置和氣化爐能夠相配屬于相當(dāng)重要的工作之一。而在其中，需要使用氣化爐其中又包含氧氣，要保證的是比例與氣化爐的數(shù)據(jù)相匹配。當(dāng)前要注意的事項(xiàng)就是依照國內(nèi)外的單套空分的裝置來進(jìn)行最大限度上的制氧。通常情況之下，一般的系列數(shù)投資都會比較低，但是單套空分的制氧量又比較大，實(shí)際上無法滿足業(yè)績或者是生產(chǎn)的能力，所以對項(xiàng)目的實(shí)施和實(shí)現(xiàn)是非常實(shí)際的。

因此，在掌握了空分設(shè)備的業(yè)績之后，再根據(jù)氣化爐中的系列數(shù)進(jìn)行匹配，主要包括供需關(guān)系，再加上管道的配置，以及氧氣母管的設(shè)置，氧氣管道的系統(tǒng)連接需要與配置的方案關(guān)聯(lián)起來。

4 氧氣與高壓蒸汽管道系統(tǒng)的連接

一般的空分裝置在設(shè)置氧氣母管的時候，都是重點(diǎn)需要關(guān)注的內(nèi)容。而通過對空分和煤氣化裝置間的氧氣管線配置研究，使最終的裝置間和系列間的配置達(dá)到最理想化，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約投資金額，優(yōu)化操作細(xì)節(jié)的目的。

根據(jù)氧氣不同的流速和管道的材質(zhì)，管壁的厚度等等，來選擇最經(jīng)濟(jì)的方案，并且找出最合適的管道連接方案。

5 對空分總平面的布置和二氧化碳排放的影響，以及對于污氮排放分布的分析

在選擇空分裝置的時候，需要選擇的是與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求相符合的，如果是大型的化工項(xiàng)目，除了要保證空分平面的布置外，還需要考慮多種因素，包括空分和煤氣化的裝置，動力站的布置原則等。周圍也會存在比較大型的動力站與低溫的甲醇裝置，比較容易受到二氧化碳?xì)怏w排放方面的影響，周邊也有各種各樣的裝置，可能發(fā)生羥類氣體泄露情況，會對空分裝置和周圍環(huán)境造成影響。

綜上所述，為了能夠更好的適應(yīng)當(dāng)前煤化工行業(yè)的發(fā)展，空分裝置也在不斷的發(fā)展，而在對空分裝置進(jìn)行工程設(shè)計的時候，需要從宏觀的角度來看，并且從總體平面布局和周圍的大氣的擴(kuò)散來進(jìn)行模擬氣體管道的配置方案。而在總體設(shè)計的時候，也需要做好基礎(chǔ)工作，這樣才能保證后續(xù)工作有條不紊地進(jìn)行，對于在建過程中的項(xiàng)目反饋出來的問題，不斷地進(jìn)行改進(jìn)與完善。

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