大型空分設(shè)備定期檢修是空分設(shè)備安全生產(chǎn)的重要保證，冷箱檢修的安全工作、技術(shù)方案的制定和現(xiàn)場安裝質(zhì)量的控制至關(guān)重要。 冷箱檢修首要工作就是對冷箱內(nèi)珠光砂進行卸除，隨著空分設(shè)備規(guī)模的不斷增大，珠光砂卸除的工作量和危險性也越來越大。

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，空分設(shè)備呈大型化發(fā)展趨勢，空分設(shè)備作為能耗大戶，受國內(nèi)環(huán)境保護和資源問題的影響，選擇合理的壓縮機驅(qū)動方式，對企業(yè)的發(fā)展和提高經(jīng)濟效益具有重大的意義。 目前，很多大型空分設(shè)備的壓縮機都采用汽輪機驅(qū)動方式，工業(yè)汽輪機具有軸對稱的高速旋轉(zhuǎn)特點，因此運行平穩(wěn)、磨損較小、連續(xù)運行時間較長。但汽輪機的安裝和調(diào)試比較復(fù)雜，對供熱、生產(chǎn)系統(tǒng)的要求較高，開停車過程較為繁瑣，周期較長，并且一次性投資較大。 空分領(lǐng)域中，電機的啟動方式主要有直接啟動、電抗器啟動、自耦變啟動和LCI軟啟動。大型空分設(shè)備中，壓縮機組常采用的電機啟動方式為自耦變啟動和LCI軟啟動。自耦變啟動相對LCI而言，對電網(wǎng)和電機的沖擊更大，但是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單并且造價相對較低。LCI軟啟動對電網(wǎng)的沖擊非常小，同時可減輕對電機的瞬間大電流沖擊，充分保護電機。但是啟動較為復(fù)雜，造價相對較高。 根據(jù)目前蒸汽和電價的水平，從能耗的角度來比較，汽輪機驅(qū)動占據(jù)一定優(yōu)勢。但能耗的高低較終取決于蒸汽和電的價格水平，如果電價進一步下降或者蒸汽價格上升，則電機驅(qū)動的能耗將低于汽輪機驅(qū)動的能耗。 大型空分設(shè)備壓縮機組采用汽輪機驅(qū)動的投資明顯高于電機驅(qū)動，但是在常規(guī)的蒸汽和電的價格水平下并從設(shè)備長期運行考慮，汽輪機驅(qū)動的能耗費用相對較低。一旦蒸汽和電的價格超過能耗的平衡點，那么對于大型空分設(shè)備來說，電機驅(qū)動將具有更大的競爭力。

氬氣是廣泛應(yīng)用于工業(yè)各領(lǐng)域的稀有氣體，用作不銹鋼、鋁等金屬電弧焊接保護氣和鋼鐵、鋁、鈦、鋯等金屬的冶煉吹除氣體，用于照明技術(shù)和日光燈的填充，工業(yè)電子也用氬氣作為保護氣。氬氣在空氣中的含量為0.932%，在空分裝置中，一般可將加工空氣中30%-50%的氬作為產(chǎn)品獲得，隨著制氬技術(shù)的提高及先進的空分工藝流程和操作方法的改進，現(xiàn)在已將氬的提取率提高到80%以上。

在空分設(shè)備事故中，因主冷引起的爆炸在所有事故中，約占一半以上，這是因為在加工空氣中，所有未清除徹底的雜質(zhì)，較后都會匯集在主冷液氧中，由于液氧的氣化作用，這些雜質(zhì)在某些區(qū)域形成高濃度聚集，并形成結(jié)晶后析出，在氧的助燃下，產(chǎn)生爆炸，對企業(yè)的生產(chǎn)運行和員工人身安全造成極大的危害。下面，我們對事故發(fā)生的原因進行綜合分析并找出有效防止主冷爆炸的防范措施和方法。 碳原子數(shù)相等的碳?xì)浠衔镫S未飽和度的增加，危險性相對也會增加；而碳原子數(shù)不等的碳?xì)浠衔铮S碳原子數(shù)增多而危險性相對增加。碳?xì)浠衔镌谥骼湟貉踔芯奂浚退鼈兊姆悬c成正比、和在液氧中的溶解度及飽和蒸氣壓成反比。 主冷液氧中的碳?xì)浠衔镉袃煞N聚集形式：一是由于主冷結(jié)構(gòu)原因形成的局部不暢通，造成局部液氧干蒸發(fā)而使碳?xì)浠衔镂龀?，二是未?jīng)徹底凈化的空氣進入冷箱參與精餾，微量的碳?xì)浠衔镂唇?jīng)充分循環(huán)和吸附而在液氧中整體超標(biāo)。另外，低液面操作或液面大幅度波動都能使液氧中有害雜質(zhì)析出并聚集。

? ? ? ?在空分設(shè)備中主換熱器是保證整套設(shè)備性能的關(guān)鍵設(shè)備。主換熱器在分子篩預(yù)凈化流程空分設(shè)備中的作用是通過回收返流氣體的冷量，保證熱端溫差保持在設(shè)計值，為膨脹機提供足夠的機前狀態(tài)的膨脹機氣體，彌補設(shè)備的冷量損失，并為下塔提供設(shè)計工況下的原料氣體。下面簡要介紹一下影響主換熱器熱端溫差的幾個因素；? ? ? ?1、分子篩吸附器性能：當(dāng)分子篩吸附器存在分子篩填充量不足、床層不平、分子篩因再生不徹底而造成吸附性能差等外在原因造成空氣短路，因制造原因造成分子篩泄漏等因素，都將造成主換熱器的熱端溫差及阻力上升。? ? ? ?2、膨脹機效率：膨脹空氣出主換熱器的壓力、溫度、流量等參數(shù)都是主換熱器設(shè)計時的給定值，如果膨脹機出主換熱器的狀態(tài)正常，而膨脹機后溫度高于設(shè)計值，如果用增加膨脹量的手段維持空分設(shè)備運行，會使主換熱器的熱端溫差越來越大，導(dǎo)致空分運行工況破壞，無法正常運行。檢修膨脹機，是解決主換熱器熱端溫差大的較常用方法。? ? ? ?...

粗氬塔的原料氣及冷源來自主塔又返回主塔，所以粗氬塔與主塔是密切相關(guān)、互相影響的。粗氬塔的投入需有以下條件：1)主塔工況穩(wěn)定；2)氧、氮產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量接近或達到正常值；3)氬餾分的含氬量接近正常；4)主冷液位較高，有充足的冷量。粗氬塔投入過程中，首先引出氬餾分預(yù)冷粗氬塔，然后逐漸將液空送入粗氬冷凝器。隨著粗氬塔的冷卻，粗氬塔逐漸建立起精餾工況。其標(biāo)志是粗氬塔的阻力、粗氬的純度、氬餾分的取出量不斷增加，直至達到正常指標(biāo)。開始時，主冷液位可能略有下降，隨著粗氬塔精餾的建立，主冷液位將會恢復(fù)。操作時應(yīng)注意以下問題：1)氬在上塔的富集情況不是固定不變的，氧、氮產(chǎn)品純度變化時，氬在上塔的分布將發(fā)生變化，氬餾分的組成也隨之改變。氧純度的變化對氬餾分組成的影響比較敏感，氧純度變化0.1%，氬餾分的氬含量將變化0.8%～1%。氧純度提高，富氬區(qū)將上移，餾分的含氬量下降。因此，應(yīng)保持適宜的氧純度，并保持穩(wěn)定，以獲得含氬量較高的餾分氣；2)主冷液位的波動也會影響?zhàn)s分的組成和取出量。經(jīng)驗表明，主冷液位波動為5～10cm，粗氬塔就會出現(xiàn)明顯的反映；3)防止粗氬冷凝器發(fā)生氬凍結(jié)。由于操作調(diào)節(jié)不當(dāng)，液空溫度過低，冷凝器溫差增大，就會在冷凝表面有氬固化。這時冷凝量減少，氬餾分的組成以及主塔提餾段的回流比都將改變，破壞了主塔的精餾。出現(xiàn)這種情況應(yīng)首先停止粗氬塔的工作，提高粗氬冷凝器的溫度。待解凍后重新逐漸將粗氬塔投入；4)注意餾分中的氮含量。當(dāng)?shù)砍^0.1%時不但會使餾分的冷凝困難，還會使粗氬的氮含量增高，影響精氬塔的工作。因此，餾分中的氮含量一般不得大于0.01%?？傊謿逅耐度氲牟僮鲬?yīng)該是逐漸增加粗氬冷凝器的負(fù)荷，過快的操作將適得其反，使整個系統(tǒng)發(fā)生波動。

在切換式換熱器中，水分及二氧化碳不可能全部、徹底清除。盡管殘留的量是極微的，但日積月累也會逐漸地堵塞切換式換熱器。在生產(chǎn)中表現(xiàn)為切換式換熱器的阻力不斷增加，氣體流通的自由截面減少，空氣量進不來。此外，在切換式換熱器冷段，理論上已基本清除干凈了二氧化碳，但由于氣流的夾帶作用，帶入塔內(nèi)的二氧化碳量比理論含量多得多。這些二氧化碳除被吸附過濾器部分清除外，其余將在塔內(nèi)逐漸積累而使塔板、管道和閥門堵塞。加之空氣中還含有微量的乙炔及碳?xì)浠衔铮m經(jīng)乙炔吸附器吸附，其吸附效率只能達到97%左右，其余部分也將威脅到空分設(shè)備的安全生產(chǎn)。為了消除這些積聚的水分、二氧化碳、乙炔等雜質(zhì)，當(dāng)空分設(shè)備運行到一定的時間，就需要停車進行加溫吹除操作。另外，在空分設(shè)備運轉(zhuǎn)中，有時因設(shè)備或機器的故障而被迫停車檢修前，為了消除低溫，也必須進行加溫吹除。在空分設(shè)備全部安裝完畢、啟動試車前，為了清除設(shè)備內(nèi)殘存的雜質(zhì)和水分，也需要進行加溫吹除操作。對于單體倒換使用的設(shè)備(如液空吸附器)，當(dāng)硅膠被乙炔和二氧化碳飽和時，為了恢復(fù)其吸附能力，要定期進行加溫再生。當(dāng)膨脹過濾器、膨脹機被二氧化碳凍結(jié)時，為了解凍，也需要進行單體加溫操作。

制氧的單位電耗W02(kW?h/m3)是氧氣生產(chǎn)的重要經(jīng)濟指標(biāo)之一。在空分設(shè)備制氧電耗中，空壓機的電耗占了較主要的部分。它的電耗(kw?h/h)與壓力比有關(guān)，計算公式為? e02= yo2ρ R′Tln(p2/p1)/( ψyk 3600ηTηM)?，由此可見，制氧的單位電耗大致與壓力比的對數(shù)及氧氣純度成正比；與氧的提取率及壓縮機的效率成反比。因此，在操作時，應(yīng)盡可能降低工作壓力；對壓縮機進行充分冷卻，以提高壓縮機的等溫效率；盡可能地提高氧的提取率；在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，不要過高追求產(chǎn)品純度，以利于降低單位電耗。?

分子篩吸附器切換時為什么要進行均壓：(1) 分子篩吸附器切換時先要均壓是為了保證整個裝置的平穩(wěn)運行。分子篩吸附器在切換時如果不均壓，那么為了填充容器的內(nèi)部空間，會使得裝置的空氣流量和壓力突然發(fā)生波動。(2)另外，即將投用的分子篩吸附器若不先進行均壓，切換時則會受到空氣的強烈沖擊，使隔柵變形甚至損壞。鋁膠和分子篩也因為受沖擊而相互磨擦擠壓，產(chǎn)生粉塵微粒后進入吸附劑內(nèi)通道，造成堵塞，降低吸附效率。所以分子篩吸附器在切換前必須均壓。

膨脹換熱器一方面是利用上塔返流污氮的冷量，降低膨脹后空氣的溫度，以減小膨脹空氣入上塔的過熱度；另一方面起到分配上、下塔冷量的作用。通過它將出過冷器至進切換式換熱器(或蓄冷器)之前的污氮的冷量，一部分又返回入上塔，使上塔的精餾得到改善。?膨脹換熱器的位置可放在膨脹機前或機后，由流程設(shè)計而定。我國的大型空分設(shè)備常設(shè)置在機前，用一部分出過冷器的污氮冷卻膨脹機前的空氣，使膨脹機后的溫度不致過高，解決空氣入上塔的過熱度的問題。這樣設(shè)置的缺點是因膨脹機前溫度降低會帶來膨脹機的單位制冷量(單位焓降)減少的問題。?在引進的大型空分設(shè)備中也有將膨脹換熱器置于機后的。這種布置適應(yīng)于切換式換熱器板式單元的長度增加，環(huán)流溫度提高，使膨脹機前溫度提高的情況。機前溫度提高，可使膨脹機的單位制冷量增大，進上塔的膨脹空氣量減少；而機后換熱器又可降低入上塔的膨脹空氣的過熱度，二者均對上塔的精餾有利，缺點是膨脹后的背壓略有提高。但因板翅式換熱器的阻力不大，對膨脹機的焓降影響很小。?由于設(shè)置膨脹換熱器，入下塔空氣的含濕量減少，這樣可提高液空的純度，也對塔的精餾有利。

全低壓空分設(shè)備普遍設(shè)有氮水預(yù)冷器。它主要是利用污氮中水的未飽和度，使部分水蒸發(fā)。水蒸發(fā)時吸收汽化潛熱，使冷卻水溫降低，再利用它來冷卻加工空氣，降低進塔空氣溫度。因此，它包括空氣冷卻塔和水冷卻塔。 設(shè)置氮水預(yù)冷器的根本目的是降低空氣進空分塔的溫度，避免進塔溫度大幅度地波動。因為進塔空氣溫度的高低直接影響著切換式換熱器和精餾塔的工況以及整個空分設(shè)備的經(jīng)濟性。設(shè)計時一般把空氣進塔溫度定為30℃。運行中進塔溫度高于設(shè)計指標(biāo)時，將使壓縮空氣的節(jié)流制冷量減小，切換式換熱器的熱端溫差和熱負(fù)荷都要增大，從而導(dǎo)致冷損及能耗的增大。 例如，污氮復(fù)熱不足，若增加1℃，將使空分設(shè)備能耗增加2%左右。降低進塔空氣溫度，不僅能提高空分設(shè)備的經(jīng)濟性，而且降低了空氣中的飽和水分含量。例如，當(dāng)空氣的**壓力為0.6MPa，空氣溫度由40℃降至30℃時，每1kg空氣中的飽和水分含量將會減少約40%。這就大大減輕了切換式換熱器水分自清除的負(fù)擔(dān)，有利于自清除。因此，要管好、用好氮水預(yù)冷器，盡可能地降低空氣進塔溫度。 其次，在空氣冷卻塔(噴淋冷卻塔)中，空氣和水直接接觸，既換熱又受到了洗滌，能夠清除空氣中的灰塵和溶解一些有腐蝕性的雜質(zhì)氣體，例如H2S、SO2、SO3等，避免板翅式切換式換熱器鋁合金材質(zhì)被腐蝕，延長使用壽命。由于空氣冷卻塔的容積較大，對加工空氣還能起到緩沖作用，空壓機在切換時不易超壓。 對于分子篩吸附凈化流程，分子篩的吸附容量與溫度有關(guān)，溫度越低，吸附容量越大。對一定大小的吸附器工作周期可以長，或?qū)τ谝欢ǖ奈街芷?，設(shè)計的吸附器容積可以較小，所以也要求將空氣預(yù)先冷卻到盡可能低的溫度。在氮水預(yù)冷器中充分回收、利用氮氣的冷量來冷卻空氣。

目前，空分設(shè)備的保冷箱內(nèi)充填的保冷材料絕大多數(shù)都是用珠光砂。?珠光砂是表觀密度很小的顆粒，很容易飛揚。會侵入五官，刺激喉頭和眼睛，甚至經(jīng)呼吸道吸入肺部。因此，在作業(yè)時要戴好防護面罩。?珠光砂的流動性很好，密度比水小，人落入珠光砂層內(nèi)將被淹沒而窒息，因此，在冷箱頂部人孔及裝料位置要全部裝上用8～10mm鋼筋焊制的方格形安全鐵柵，以防意外。? 在需要扒珠光砂時，都是發(fā)現(xiàn)冷箱內(nèi)有泄漏的部位。如果是氧泄漏，會使冷箱內(nèi)的氧濃度增高，如果動火檢修就可能發(fā)生燃爆事故；如果泄漏的是氮，冷箱內(nèi)氮濃度很高，可能造成窒息事故。因此，在進入冷箱作業(yè)前，一定要預(yù)先分析冷箱內(nèi)的氧濃度是否在正常范圍內(nèi)(19%～21%)。? 此外，保冷箱內(nèi)的珠光砂是處于低溫狀態(tài)(-50～-80℃)，在扒珠光砂時要注意采取防凍措施。同時要注意低溫珠光砂在空氣中會結(jié)露而變潮，影響下次裝填時的保冷性能。