中圖分類號：TQll28．1文獻標識碼：B

新余鋼鐵有限公司18000m3／h制氧機工程是1×100噸轉(zhuǎn)爐的配套工程，自2001年5月開始設(shè)備招標，經(jīng)過土建、設(shè)備安裝、試壓、查漏、裸冷、單機試車等過程，于2003年4月6日下午5：00正式開機，8日晚9：00(中途停機6小時)生產(chǎn)出合格氧氣，11日生產(chǎn)出合格氬氣，創(chuàng)造了新設(shè)備一次性開機出氬時間最短的記錄。其設(shè)計值及運行值見表1。表118000m3／h制氧機設(shè)計值及運行值對照表項目設(shè)計值運行值空壓機流量／(m3／h)9000090000壓力／MPa0．61(A)0．61(A)氧氣純度99．6％99．8％氧氣產(chǎn)量／(m3／h)1805018000液氧產(chǎn)量／(m3／h)200350氮氣純度≤5×10-602~0.6×10-602氮氣產(chǎn)量／(m3／h)18000>20000液氮產(chǎn)量／(m3／h)100100液氬純度≤5×10-602(2~3)×10-602≤3×10-6N2(1~3)×10-6N2液氮產(chǎn)量／(m3／h)690700~720

重慶鋼鐵設(shè)計院進行制氧機工程的工程設(shè)計，杭氧股份有限公司提供空分本體設(shè)備。浙江開元安裝公司二公司承建安裝工程。該制氧機采用先進的常溫分子篩吸附、增壓透平膨脹機、規(guī)整填料塔和全精餾無氫制氬技術(shù)、氧氮產(chǎn)品外壓縮、部分氬內(nèi)壓縮的流程。筆者有幸參與了工程建設(shè)的全過程，現(xiàn)對整個工程做一概述。

本套制氧機，以確保生產(chǎn)長期穩(wěn)定、可靠運行及節(jié)能、操作彈性大為原則進行流程設(shè)計及設(shè)備選型，其工藝流程見圖1。部分氬內(nèi)壓縮流程以及氮膨脹流程未示出。液氮生產(chǎn)工藝流程見圖2。

118000m3／h制氧機特點

(1)采用全低壓、全板式的工藝流程，分餾塔上塔、氬塔采用填料塔，大大降低了塔的阻力，氮、氬提取率進一步提高(設(shè)計全量提取率氧氣為97％、氬氣為82．4％)。

(2)空氣預(yù)冷系統(tǒng)設(shè)置水冷塔，充分利用干燥氮氣(污氮及富余產(chǎn)品氮)的吸濕性，使冷卻水溫降低；設(shè)置備用的冷水機組，使夏季運行更加穩(wěn)定可靠。

(3)分子篩純化系統(tǒng)采用活性氧化鋁一分子篩雙層床結(jié)構(gòu)，大大延長了分子篩的壽命，臥式床也使床層阻力減少。

(4)透平膨脹機采用增壓制動工藝，從而減少膨脹空氣量，使精餾塔上塔工況穩(wěn)定。當有富余的帶壓氮氣時，利用一臺膨脹機的制冷能力，生產(chǎn)一定量的液氮或?qū)⒁旱腿肷纤敳浚赊D(zhuǎn)產(chǎn)一定量的液氧。

(5)設(shè)備變負荷能力60~115，并設(shè)置了外部反灌液氧和液氮管線，可以實現(xiàn)：①快速啟動；②膨脹機故障情況下，利用反灌液體，保證空分正常運行；③反灌液氮多產(chǎn)液氧或氣氧。

(6)部分液氬產(chǎn)品內(nèi)壓縮，輸入2.5MPa（G）氣氬管網(wǎng)。

2設(shè)備主要配置

2．1空氣過濾器

采用無錫安活氣體凈化設(shè)備廠生產(chǎn)的ZKG—2500型自潔式空氣過濾器，處理空氣量約150000m3／h。該系統(tǒng)提供三個4～20mA信號至中控室，實現(xiàn)啟停、報警及壓差顯示功能。

2．2空氣透平壓縮機系統(tǒng)

采用美國cooper公司生產(chǎn)的3MSGEP-25／15型空氣透平壓縮機組，排氣量90000m3／h，排氣壓力0．61MPa(A)，調(diào)節(jié)范圍80％~105％，配套上海電機廠生產(chǎn)的YGF900-4型(8000kW、6000V)異步電動機，采用液態(tài)軟起動裝置進行降壓啟動。系統(tǒng)的一次儀表由cooper公司和上海電機廠配套供貨。制氧機組中央控制系統(tǒng)(DCS)分別對壓縮機和電機進行控制和顯示、報警、聯(lián)鎖。

2．3空氣預(yù)冷系統(tǒng)(杭氧供)

空冷塔下段為篩板塔，換熱效率高；空冷塔上段及水冷塔為散裝增強性聚丙烯鮑爾環(huán)填料，阻力小。考慮到夏季運行的穩(wěn)定可靠性，自備了一臺馬來西亞產(chǎn)的頓漢布什冷水機組。系統(tǒng)閥門均采用不銹鋼球閥，四臺水過濾器為不銹鋼材質(zhì)，四臺氮水預(yù)冷水泵采用不銹鋼葉輪和軸，保證系統(tǒng)供水的清潔度。空冷塔、水冷塔的翻板液位計設(shè)有蒸汽保護系統(tǒng)，防止低溫凍結(jié)。雙法蘭變送器液位計將空冷塔、水冷塔的液體信號準確送到DCS上進行顯示、報警和聯(lián)鎖。

2．4分子篩純化系統(tǒng)(杭氧供)

HXK-90000／5型分子篩純化系統(tǒng)為臥式雙層床結(jié)構(gòu)，單臺裝活性氧化鋁11噸、13X分子篩15．5噸。分子篩再生切換周期約4小時，電加熱器為二開一備，單臺功率為507kW，系統(tǒng)切換閥門選用了無錫工裝產(chǎn)品，電磁閥采用了德國Herion產(chǎn)品，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、可靠性。

2．5透平膨脹機系統(tǒng)(杭氧供)

兩臺反動式可調(diào)噴嘴增壓透乎膨脹機，膨脹量在9480m3／h左右，并可在75％~130％范圍調(diào)節(jié)，單臺運行時溫降達60K左右，其中一臺可進行氮膨脹，最大氮膨脹量在13800m3／h，可產(chǎn)液氮1550m3／h或產(chǎn)液氧1650m3／h。

2.6分餾塔系統(tǒng)(杭氧供)

分餾塔系統(tǒng)包括主換熱器，上塔(規(guī)整