kdinar-20002000750型空分設備空氣預冷系統設計

1空分設備的設計寶鋼集團八鋼公司能源中心生產裝置采用兩種類型的ddnar-j-20cm/kg空分設備，均采用空分設備。采用完全真空分子篩、研磨、透平膨脹、全精裝瓶裝瓶、無氫硅、產品氧氣和氮外壓縮流程。2空冷塔冷凍水系統該系統主要由空冷塔、水冷卻塔、兩臺常溫水泵、兩臺冷凍水泵及兩臺冷凍機組成。空冷塔為裝有兩層塔料的填料塔。空氣經空氣透平壓縮機壓縮后送入空冷塔底部,由下往上穿過填料層,被從上往下的水冷卻,并同時洗滌部分NOx、SO2、C1-等有害雜質,最后穿越頂部的絲網分離器,進入分子篩純化系統,出空冷塔空氣的溫度約為15℃。進入空冷塔的水分為兩段。下段由涼水塔來的冷卻水,經常溫水泵加壓送入空冷塔中部,與透平壓縮機送入空冷塔下部的含濕熱空氣熱質交換后,從空冷塔底部回涼水塔。上段冷凍水采用閉路循環,由兩臺冷凍泵及冷凍機組成。上段冷凍水從空冷塔中部抽出,進入水冷卻塔與由分餾塔來的純氮及污氮氣熱質交換,冷卻至14℃后,由冷凍水泵加壓(經冷凍機降溫后)送入空冷塔頂部,與空氣進行熱質交換后從空冷塔上段繼續回到水冷卻塔頂部進行閉路循環再冷卻。3檢修所發現的白色結晶物2套20000m3/h空氣預冷系統冷凍水為閉路循環設計,2006年9月1#20000m3/h制氧機空氣預冷系統檢修時在水冷塔底部發現大量白色結晶物;2007年5月2#20000m3/h循環冷凍水量由正常時的56m3/h逐漸下降,檢修時在空冷塔冷凍水噴頭及空冷塔、水冷塔底部均發現大量白色結晶物。2007年10至11月1#、2#20000m3/h制氧機檢修時在空冷塔、水冷塔底部均發現白色結晶物,如此頻繁的結晶,影響了制氧機組的穩定運行,嚴重時必須停機處理。4循環水系統濃縮個數(1)空氣預冷系統水冷塔出水冷凍水溫度在5～7℃,隨著水中鈣離子濃度的不斷升高,在其他離子的影響下,易形成結晶。(2)空氣預冷系統冷凍水為閉路循環設計,長期無排污補水,系統濃縮倍數較高。取冷凍水水樣與循環水池水樣,分別測定濃縮倍數。循環水池水樣的濃縮倍數為2.5,而冷凍水水樣的濃縮倍數為7.6,相較整個循環水系統濃縮倍數,空氣預冷系統的濃縮倍數高出兩倍多,就造成水中的離子濃度升高,易引起結晶。(3)可能是所用的水處理藥劑阻垢性能不夠或水質控制參數不合適。(4)經垢樣分析確定白色結晶物的主要成分為CaCO3。5減少晶界5.1水冷塔操作條件在保證制氧機正常運行的前提下(即保證進分子篩純化系統空氣溫度≤15℃),通過調整氮氣閥門開度,提高水冷塔出水溫度以減緩結晶速度。經多次試驗及參數比較,當水冷塔溫度在10℃以上時,并通過冷凍機的開停,可以控制進分子篩純化系統空氣溫度≤15℃。這樣就把水冷塔出水冷凍水溫度較原來提高了3～5℃,從而減緩了結晶速度。5.2冷凍水的濃縮(1)在滿足制氧機正常運行的前提下(即保證進分子篩純化系統空氣溫度≤15℃),打開水冷塔底部排水閥,根據冷凍水水溫的變化情況盡可能開大水冷塔自動補水閥(LCV1103)的開度,對空氣預冷系統冷凍水進行強制循環。(2)每天進行強制排污一次:將水冷塔水液位從1300～1500mm排放到500mm。(3)在水冷塔底部加裝冷凍水取樣點,每天對水冷卻塔出口冷凍水進行濃縮倍數的測定并與循環水池濃縮倍數進行比較。經過上述調整措施后,現在冷凍水濃縮倍數值與循環水池基本接近。冷凍水濃縮倍數值控制在2.5～4之間。5.3水質關鍵運行指標的控制上限通過靜態阻垢緩蝕試驗對在投加一定濃度的阻垢分散劑作用下,測定該循環水系統的極限運行條件包括濃縮倍數、堿度、電導率、pH值、極限Ca2+等水質關鍵運行指標的控制上限,據此進一步確定系統安全運行的水質管理指標。經測評后,根據試驗結果制定出了濁度、總磷、濃縮倍數、堿度、電導率、pH值、極限Ca2+等水質運行指標的控制值,并在實際循環水系統運行中依照各項水質指標的控制值進行管理。6水冷塔自動控制系統在措施實施后考慮,從水冷塔底部排水閥強制排水來改善冷凍水的水質,不利于降低成本。為此,我們從工藝流程操作又進行了改進,通過水冷塔冷卻水進水自動調節閥(LCV1105)控制讓空冷塔上部冷凍水積液槽積滿,積滿后積液槽中冷凍水從中部溢流到空冷塔底部回涼水塔,減少空冷塔上部冷凍水回水冷塔的水量;通過水冷塔自動補水閥(LCV1103)增加補水量來控制水冷塔的水位正常。操作改進后,不在從水冷塔底部排水閥強制排水;空氣預冷系統冷凍水由閉路循環變為開路循環,達到增強冷凍水的循環改善冷凍水質的目的,降低了用水量。7預冷系統正常運行經過改進后,空氣預冷系統內部結晶問題得到了有效的緩解。自2008年1月至今,2套20000m3h制氧機空氣預冷系統運行正常,冷凍水量保持平穩,未發生波動現象;2套20000m3/h制氧