Главная ВРУ Криогенные установки
Установка КА-0,5

Воздухоразделительная установка КА-0,5 предназначена для производства технического кислорода и азота особой чистоты.
Работа установки возможна в 4-х режимах:
Режим I
.О дновременное получение газообразного технического кислорода I-го сорта под давлением по ГОСТ 5583 и газообразного азота особой чистоты по ГОСТ 9293.
Режим II .Одновременное получение газообразного кислорода повышенной чистоты (99,9 %О2) под давлением и газообразного азота особой чистоты по ГОСТ 9293.
Режим III .Одновременное получение жидкого технического кислорода и газообразного азота особой чистоты по ГОСТ 9293.
Режим IV .Одновременное получение газообразного и жидкого азота особой чистоты по ГОСТ 9293.
Установка сохраняет устойчивую работоспособность в интервале температур от минус 40 0С до плюс 40 0С. Установку допускается эксплуатировать в районах с сейсмичностью до 8.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ УСТАНОВКИ

Наименование параметров

Единицы измерения

Норма

1. Объемная (массовая) производительность установки в каждом из режимов, не менее:

1.1. Режим I

 

 

1.1.1. Получение газообразного технического кислорода I-го сорта

м3

470

1.1.2. Получение газообразного азота особой чистоты

м3

1400

1.2. Режим II

 

 

1.2.1. Получение газообразного кислорода повышенной чистоты

м3

435

1.2.2. Получение газообразного азота особой чистоты

м3

1400

1.3. Режим III

 

 

1.3.1. Получение жидкого технического кислорода I-го сорта

кг/ч

300

1.3.2. Получение газообразного азота особой чистоты

м3

1400

1.4. Режим IV

 

 

1.4.1 Получение газообразного азота особой чистоты

м3

1150

1.4.2. Получение жидкого азота особой чистоты

кг/ч

280

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

Наименование параметров

Единицы измерения

Норма

1. Состав и чистота продуктов разделения

% об. О2

 

1.1. Газообразного и жидкого кислорода I-го сорта, не менее

99,7

1.2. Газообразного и жидкого азота особой чистоты, не более

0,0001

1.3. Газообразного кислорода повышенной чистоты, не менее

 

99,9

. Давления продуктов разделения на выходе не более

МПа (кгс/см2)

 

2.1. Газообразного кислорода

19,61 ( 200 )

2.2. Газообразного азота

0,0147 (0,15)

2.3. Жидкого кислорода

0,0392 (0,4)

2.4. Жидкого азота

0,392 ( 4 )

3. Массовая концентрация водяных паров в газообразном кислороде,
соответствующая точке росы минус 70 0С, не более

кг/м3
(г/м3)

2,8 . 10-6
(2,8 . 10-3)

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Наименование показателей

Норма

1. Установленная мощность токоприемников, кВт

 

1.1. Электродвигатель воздушного компрессора

630

1.2. Электродвигатели холодильной системы

предварительного охлаждения

7

1.3. Электроподогреватель блока очистки

90

1.4. Электродвигатель маслонасоса турбодетандера

7,5

1.5. Электродвигатель насоса жидкого кислорода

10

1.6. Система контроля и управления

2,5

Итого, для всей установки:

747

2. Потребляемая мощность, не более, кВт

 

2.1. Режимы I, II

627

2.2. Режимы III, IV

660

3. Расход охлаждающей воды, м3

60

ПОКАЗАТЕЛИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Наименование параметра

Норма

1. Назначенный ресурс до остановки для отогрева, суток

180

2. Длительность пускового периода, ч

10

3. Длительность отогрева, ч

5

4. Назначенный срок службы, лет

20

5. Средний срок службы до капитального ремонта, лет

8

КОМПЛЕКТНОСТЬ ПОСТАВКИ ОБОРУДОВАНИЯ

Наименование

Обозначение по схеме

1. Блок разделения полным комплектом

БР

2. Блок очистки полным комплектом

БО

3.1) Компрессор воздушный 4ВМ10-50/71

К

4. Влагоотделители

А1, А4, А6

6. Теплообменник-ожижитель (фракционный)

А2

5. Теплообменник-ожижитель (азотный)

А3

7.2) Холодильная машина типа CB-HS-08 (чиллер)

ХМ

8. Водяной теплообменник-стабилизатор

А5

9. Турбодетандерный агрегат

ТД, МА

10. Теплообменник безопасности

А17

11. Испаритель быстрого слива

А16

12. Электроподогреватель

А7

12. Комплект монтажных элементов

 

13. Комплект межблочной арматуры

 

14. Комплект запасных частей

 

15. Система контроля и управления

 

16.3) Комплект эксплуатационных документов

 

Примечания :
1) Воздушный компрессор входит в комплект поставки по договоренности с заказчиком.
2) Холодильная водохлаждающая машина может быть заменена машиной с аналогичными показателями другой марки (по договоренности с Заказчиком).
3) Комплект эксплуатационных документов соответствует требованиям «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», утвержденных постановлением Госготехнадзора России ПБ 10-115-96.
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ УСТАНОВКИ
Описание работы установки КА-0,5 и обозначение аппаратов в соответствии со схемой.
Установка КА-0,5
Принципиальная технологическая схема установки КА-0,5:
Режим I
(основной режим) - одновременное производство газообразного технического кислорода высокого давления и газообразного азота
Атмосферный воздух после очистки от пыли в количестве 3048 м3/ч сжимается в компрессоре К до давления 4.5...4.7 МПа абс. и, после охлаждения в концевом холодильнике компрессора, при температуре 313 К направляется во влагомаслоотделитель А1 для удаления капельной влаги. Далее воздух распределяется на два потока. Около 37 % воздуха поступает в теплообменник-ожижитель А2, где охлаждается потоками газообразного кислорода и отбросной фракции. Остальной воздух охлаждается в теплообменнике-ожижителе А3 обратным потоком продукционного азота. Пройдя эти теплообменники, воздух соединяется в один поток, и последовательно проходит через влагоотделитель А4, соответствующую секцию теплообменника-стабилизатора А5 и влагоотделитель А6.
Предварительно охлажденный до 281 К воздух попадает в одну из двух попеременно работающих пар адсорберов блока очистки, в которых очищается от углекислоты, влаги и углеводородов. Сухой очищенный воздух через соответствующую секцию теплообменника А5 попадает в блок разделения установки при гарантированной температуре 283 К.
В блоке разделения воздух распределяется между двумя основными теплообменниками А8 и А9. В теплообменнике А8 часть потока воздуха охлаждается кислородом и фракцией до температуры 139 К. Остальной поток охлаждается в основном теплообменнике А9 за счет теплообмена с газообразным азотом. Весь воздух после кислородно-фракционного теплообменника А8 и часть потока после азотного теплообменника (всего 88 % от общего количества) расширяется в турбодетандере до давления 5,9 кгс/см2. Оставшаяся часть воздуха (12 %) после теплообменника А9 дросселируется до давления нижней колонны, соединяется с детандерным потоком воздуха и поступает на разделение в куб нижней колонны А14.
В нижней колонне А14 происходит предварительное разделение воздуха на кубовую жидкость, обогащенную кислородом (29...30% О2) и азотную флегму с содержанием в ней кислорода 0,0001 % О2. Кубовая жидкость охлаждается на 3...3,5 град ниже температуры кипения в переохладителе А11, затем дросселируется в межтрубное пространство переохладителя А10 и поступает на 41-ю тарелку верхней колонны.
Азотная флегма из кармана нижней колонны охлаждается в переохладителе А13 до 89 К, дросселируется до давления 0,4 кгс/см2 и через переохладитель А12 (в этом режиме не имеет функционального назначения) поступает на орошение верхней колонны А15.
В верхней колонне происходит окончательное разделение воздуха на газообразный азот (51%), жидкий кислород (17%), отбираемый из куба верхней колонны и отбросную газообразную фракцию (32%), отбираемую с 49-ой тарелки. Отбор фракции позволяет одновременно получать азот и кислород высокой чистоты.
Жидкий кислород охлаждается до 87,5К в трубном пространстве переохладителя А10, охлаждает рубашку насоса Н1, а затем подается в всасывающую линию этого же насоса. Насосом жидкий кислород нагнетается в соответствующую секцию основного теплообменника А8 и далее в теплообменник-ожижитель А2. В этих аппаратах кислород газифицируется и при давлении 200 кг/см2 выдается потребителю.
Отбросная фракция последовательно проходит межтрубные пространства переохладителя кубовой жидкости А11, основного теплообменника А8, теплообменника-ожижителя А2, подогревается до 303..305 К. Далее часть фракции используется для регенерации адсорбента блока очистки, а остальная часть сбрасывается в атмосферу.
Газообразный азот последовательно подогревается в межтрубных пространствах переохладителя А13, теплообменников А9 и А3 и выдается потребителю.
Режим II - одновременное производство газообразного кислорода повышенной чистоты  и газообразного азота
Работа установки в этом режиме идентична режиму I. Отличие заключается в уменьшении отбора жидкого кислорода из куба верхней колонны путем снижения производительности насоса жидкого кислорода Н1. Уменьшение производительности регламентируется концентрацией кислорода повышенной чистоты - 99,9 % О2.
Режим III - одновременное производство жидкого технического кислорода и газообразного азота
Отличие работы установки в этом режиме заключается в повышении давления после компрессора до максимального (70 кгс/см2). При этом насос жидкого кислорода Н1 отключен, а жидкий охлажденный кислород сливается после переохладителя А10 в емкость потребителю. Для устойчивой работы узла ректификации в режимах III и IV производится отбор регулировочного газообразного кислорода из верхней части куба верхней колонны, который через регулирующий вентиль подмешивается к потоку отбросной фракции после переохладителя кубовой жидкости А11.
Режим IV - одновременное производство газообразного и жидкого азота
В этом режиме часть давление воздуха в цикле также максимальное. Насос Н1 отключен. Часть азотной флегмы после переохладителя А13 подается в трубное пространство переохладителя А12, где охлаждается за счет кипения остальной части азотной флегмы в межтрубном пространстве. Охлажденный до 82 К жидкий азот выдается в емкость потребителю. Т.к. в этом режиме не производится технологический отбор жидкого кислорода, то для обеспечения проточности конденсатора установки производится принудительный слив небольшого количества жидкости (0,5% от перерабатываемого воздуха) из куба верхней колонны в теплообменник безопасности А17. В этом аппарате происходит испарение сливаемой жидкости за счет теплообмена с проточной водой. Это необходимо для предотвращения возможного накопления ацетилена и других углеводородов в жидком кислороде, кипящем в конденсаторе блока разделения.
МОНТАЖ И РАЗМЕЩЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
Оборудование установки КА-0,5 поставляется в виде блоков и агрегатов высокой заводской готовности. Монтаж межблочных аппаратов и арматуры; подсоединение системы предварительного охлаждения и привязка к сети распределения продуктов разделения воздуха выполняется в минимальные сроки.
Шеф-монтаж, пуск и наладку установки могут осуществить специалисты ПФК «Криопром» по взаимной договоренности с Заказчиком.
В помещении размещается только то оборудование, которое не может быть установлено на открытом воздухе. Вне здания устанавливаются: блок разделения, блок очистки и испаритель быстрого слива. Блоки очистки и разделения передней панелью примыкают к проему в стене станции, внутрь которой входит вся арматура, турбодетандер, насос жидкого кислорода и местные приборы контроля. Для блока разделения необходим бетонный фундамент, к которому он крепится фундаментными болтами. Блок очистки к фундаменту может не крепиться.
Размер помещения по типовому проекту такой станции составляет 18 х 18 м. Высота здания - 7,2 м. В здании должен быть предусмотрен мостовой кран грузоподъемностью не менее 5 т. По желанию Заказчика может быть разработан план помещении воздухоразделительной станции других размеров.
Производитель - ООО ПКФ "Криопром"

 

 

ЭНЕРГОСИСТЕМ | 2007-2019 | поддержка сайта MURKO.RU