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在上一篇文章：空壓機(jī)空分裝置相關(guān)概述，我們對(duì)空壓機(jī)空分裝置進(jìn)行了簡(jiǎn)單的概述，這篇文章我們就來詳細(xì)對(duì)空壓機(jī)空分裝置流程介紹下，主要從空氣分離流程及其自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)來介紹的。
空分分享流程：
從大氣吸入的空氣經(jīng)空氣過濾器濾去灰塵及其他機(jī)械雜質(zhì)后，入空氣壓縮機(jī)加壓至0.6MPa，然后進(jìn)入空氣冷卻塔冷卻。空氣自下而上穿過空氣冷卻塔，在冷卻的同時(shí)又得到清洗。經(jīng)過空氣冷卻塔冷卻后的空氣進(jìn)入分子篩吸附器，清除空氣中的水份、二氧化碳和碳?xì)浠衔铩７肿雍Y吸附器為2只切換使用，其中一臺(tái)工作時(shí)，另一只再生。已凈化的空氣分三股：一股從分子篩后抽取工廠空氣供全廠用戶使用；一股進(jìn)入冷箱被反流污氮及氮?dú)饫鋮s后出換熱器底部進(jìn)入下塔進(jìn)行深冷分離。另一股去空氣增壓機(jī)。進(jìn)入空氣增壓機(jī)的空氣經(jīng)增壓機(jī)第一段增壓到2.2MPa后分為2股：一股直接出增壓機(jī)，經(jīng)過水冷器冷卻后進(jìn)入膨脹機(jī)的增壓端增壓，然后冷卻器冷卻到常溫后進(jìn)入主換熱器，再?gòu)膿Q熱器中部抽出進(jìn)入膨脹機(jī)去膨脹。膨脹后的含濕空氣與從高壓換熱器底部抽出經(jīng)節(jié)流后出高壓換熱器的高壓空氣分兩路進(jìn)入下塔。儀表空氣從增壓機(jī)第一級(jí)抽出。
另一股空氣在增壓機(jī)的第二段繼續(xù)增壓到5.7MPa并經(jīng)過冷器冷卻至常溫后進(jìn)入高壓換熱器，與中壓液氧及反流污氮換熱�？諝饨�(jīng)過下塔初步精餾后，獲得液空、純液氮和污液氮，并經(jīng)過冷器過冷后節(jié)流進(jìn)入上塔；在上塔進(jìn)一步精餾后，在上塔底部獲得液氧，并經(jīng)過液氧泵壓縮后進(jìn)入主換熱器，復(fù)熱后出冷箱，出冷箱的產(chǎn)品氧氣壓力為3.2MPa.在下塔頂部獲得純液氮進(jìn)過冷器冷卻后，進(jìn)入液氮貯存系統(tǒng)。在下塔頂部抽取壓力氮?dú)?.5MPa，經(jīng)過中壓換熱器復(fù)熱后出冷箱，進(jìn)入低壓氮?dú)夤芫W(wǎng),在上塔中部抽取一定的氬餾分進(jìn)入粗氬塔.粗氬塔Ⅰ、粗氬塔Ⅱ。
粗氬塔Ⅱ底部的回流液經(jīng)粗液氬泵加壓后送入粗氬塔Ⅰ頂部作為回流液；氬餾分經(jīng)粗氬塔精餾后送入純氬塔中部，精餾后在塔底部得到≤2ppmO2，≤1ppmN2的精液氬。精液氬進(jìn)入液氬貯存系統(tǒng)。
空氣分離流程及其自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：
目前，大中型制氧機(jī)普遍采用增壓分子篩凈化全低壓流程，即MS流程。它比切換式換熱器(REVEX流程)要簡(jiǎn)化很多。MS流程中主換熱器只承擔(dān)冷卻加工空氣，同時(shí)復(fù)熱返流的氣體，不承擔(dān)水分及二氧化碳的清除任務(wù)，因而不需要切換。以粵港6000Nm3／h制氧機(jī)為例，純化后空氣一路經(jīng)冷箱內(nèi)換熱器到氧氮分餾塔下塔分餾；另一路經(jīng)增壓機(jī)增壓的空氣，到換熱器冷卻后再經(jīng)膨脹機(jī)膨脹，最后到氧氮分餾塔上塔進(jìn)行分餾，得到液氧、液氮、產(chǎn)品氧和氬餾份。氬餾份出冷箱后經(jīng)過氬純化系統(tǒng)，然后再返回冷箱氬精餾塔分餾出液氬。冷箱產(chǎn)生的污氮用于送至純化系統(tǒng)吸附劑再生。本項(xiàng)目的關(guān)鍵設(shè)備(包括為單體設(shè)備配套的儀控設(shè)備)均為進(jìn)口，如氧氣機(jī)是SULZER公司的，冰機(jī)是JOY公司的，空壓機(jī)是COPPER公司的。這個(gè)系統(tǒng)的控制點(diǎn)有模擬量輸入148點(diǎn)，模擬量輸出6l點(diǎn)，RTD輸入87點(diǎn)，數(shù)字量輸入(24VDC)148點(diǎn)，數(shù)字量輸出(220VAC，50Hz)101點(diǎn)，儀控系統(tǒng)采用HONEYWELL公司生產(chǎn)的MincroTDC-3000X型集散控制系統(tǒng)。
UCN萬能控制網(wǎng)是一個(gè)符合MAP通訊協(xié)議，具有冗余特點(diǎn)的高速通訊網(wǎng)絡(luò)，可擴(kuò)展APM先進(jìn)過程管理站。因?yàn)橄到y(tǒng)中UCN網(wǎng)上未掛LM邏輯管理站。因此，在編寫類似分子篩吸附器切換的順序控制程序時(shí)，單靠在APM上完成，效率就較低，也不方便，不如在LM上進(jìn)行簡(jiǎn)單的快速聯(lián)鎖控制和一般常規(guī)的PLc功能。ICN局域控制網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)廣泛的數(shù)據(jù)采集，并通過US集中監(jiān)控。HM歷史模塊采用Winchester硬盤，保證斷電期間，數(shù)據(jù)不丟失，同時(shí)HM定時(shí)建立系統(tǒng)運(yùn)行的備用數(shù)據(jù)庫，可下載數(shù)據(jù)，以使控制數(shù)據(jù)連續(xù)。
系統(tǒng)I／O包括HLAI高電平模擬輸入模塊，LLADMUL(RTD)模塊，模擬量輸出AO模塊，DO(220VAC，50HZ)模塊，DI(24VDC)模塊。系統(tǒng)總I／O負(fù)荷占更大允許量的比例小于85％。負(fù)荷率是合理的。為提高系統(tǒng)的安全可靠性，UCN，LCN，NIM及模塊電源均為冗余結(jié)構(gòu)。
需要提一點(diǎn)的是APM與NIM之間的通訊電纜長(zhǎng)度一般小于10m，如果超過的話就要加兩個(gè)連接頭，所以中控室的布置上應(yīng)考慮這一點(diǎn)，使APM與NLM盡量接近。
空分系統(tǒng)有一些成套設(shè)備，都附帶有控制盤，其中主要是氧壓機(jī)就地柜，就地柜可以完成對(duì)氧壓機(jī)的常規(guī)控制。
在粵港氣體工程中，為了便于集中控制，對(duì)氧壓機(jī)的一些重要參數(shù)如氧壓機(jī)出入口壓力顯示和回流閥的調(diào)節(jié)，均由DCS完成控制，這就使氧壓機(jī)單體的流量調(diào)節(jié)納入系統(tǒng)總物流的控制中。在現(xiàn)場(chǎng)就地柜和中控室都可對(duì)氧壓機(jī)進(jìn)行起／停操作。
為了能使監(jiān)控準(zhǔn)確可靠和對(duì)計(jì)量的要求，現(xiàn)場(chǎng)變送器選擇HONEYWELL的ST3000,900系列智能變送器，低溫調(diào)節(jié)閥選擇美國(guó)VALTCK閥，質(zhì)量流量計(jì)選擇了FISH—ROSMENGT的產(chǎn)品，馬達(dá)軸承、電機(jī)定子、冷箱內(nèi)等一些不易維護(hù)或重要的地方均采用雙支熱電阻。另外分析儀表室設(shè)有6面分析儀表柜，共12臺(tái)(其中9臺(tái)進(jìn)口)，分別用于分析產(chǎn)品純度、液體空氣、粗氬含氧量、污氮中含氧量等過程參量，這些分析儀對(duì)于研究分餾狀況很有幫助。
對(duì)于液氧、液氮、液氬的計(jì)量一般采用質(zhì)量流量計(jì)(精度2.0％左右)，但管道需要良好的保溫處理，否則液體汽化會(huì)影響測(cè)量精度。對(duì)于產(chǎn)量小的液氬也有在冷箱內(nèi)的精氬緩沖貯槽上設(shè)置液位計(jì)(精度3.0％左右)間接測(cè)量液體產(chǎn)量的，但要考慮到液體液面波動(dòng)會(huì)給測(cè)量精度帶來影響。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機(jī) 空壓機(jī)修訂日期：2011-06-09
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