大型空分的冷箱设计.pdf

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1、GM苏第税税【摘要】以某煤化工项目配套的60000m3／he分为例，介绍了大型空分的冷箱设计。从设备布置、管道设计、结构设计以及冷箱安全等角度对冷箱设计进行了阐述。【关键词】大型空分冷箱设备布置管道设计结构设计冷箱安全大型空分的冷箱设计杭州福斯达深冷装备股份有限公司(浙江311100)巨小虎冶小军王建刚一、M刖hL．．昌．．．11．--冷箱设计进行了介绍。冷箱作为空分装置的核心设备，合理、可靠的冷箱设计对空分装置的安全性、工艺性、稳定性及经济性具有重要影响。本文以某煤化工项目配套的60000m3／h空分为例，从设备布置、管道设计、结构设计及冷箱安全等方面对大型空分

2、二、设备布置某煤化工项目配套的60000m3／h空分采用的是氧、氮内压缩、全精馏制氩工艺。冷箱内的设备布置不仅要满足工艺要求，还要有利于提高装置可靠性，有利于简化管道系统从而降低系统阻力及建造成本，有利于冷箱结构紧凑、外形规则从而使冷箱成本低、结构安全、外形美观。根据该流程的特点，平面布置上，主塔方面，采用上塔、主冷、下塔一体化布置(以下简称主塔)，避免了外挂主冷造成管道复执行，各个应用领域“十三五“发展落实，泵阀企业竞争将会更加激烈，机遇和挑战并存。泵阀企业要保持活力和竞争力就要有创新的魄力。唯有创新，泵阀企业才能有可持续性发展。泵阀企业必须具有深刻的节能环保意

3、识，不断淘汰高耗能、低效率产品，提质增效；积极开拓新的应用领域、采用环保节能新材料，减少泵阀产品内功率损失，提高能源效率，满足用户的更低的能耗要求。根据市场的需求积极调整企业产品结构，根据应用领域有针对性建立平台定制，走在市场前面，引导用户选用环保节能产品和平台产品。泵阀企业应在产品开发和精细度方面苦练内功，使产品性能和性价比处于行业领先水平。积极开发达到国际先进水平产品，掌握具有核心竞争力的关键技术，大力引进科技人才，在产品更新换代，科研攻关上投入人力物力，开发具有市场独创性的拳头产品。积极开发新的市场，在“一带一路”建设中寻找商机，积极把产品推出国门，走向世界

4、。把产品质量和为用户服务放在第一位，提高产品的可靠性，实施精细化的管理。管理机制优化，短、平、快提高市场反应速度，更加积极为用户服务，达到合作双赢，这样泵阀企业才会走得远、走得好。GM(收稿日期：2017／10／12)伽通用郇麓2017年第11期www．e蜘x．corn杂，系统可靠性差，另外无需外加循环氧泵。粗氩塔方面，采用粗氩塔单塔设计，粗氩冷凝器、粗氩塔一体化布置(以下简称粗氩塔)，解决了粗氩I塔支撑在钢结构上造成的粗氩I塔、粗氩II塔、主塔之间收缩不同步的问题。精氩冷凝器、精氩塔、蒸发器一体化布置(以下简称精氩塔)，精氩塔直接支撑在粗氩塔上，装置运行时可与粗

5、氩塔同步收缩，避免了精氩塔支撑在钢结构上造成的两塔收缩不同步。以上设计有利于主塔、粗氩塔与精氩塔系统管道的同步收缩，简化了塔之间的管道，提高了管道的可靠性，降低了系统阻力，节约了建造成本。低压板式换热器、高压板式换热器尽量采用对称布置的原则，有利于换热器组内各换热器间流体的均匀分配，保证了换热效果。竖向布置上，主塔的布置需要考虑珠光砂的装填和冷箱底部的保冷。粗氩塔的布置需要考虑珠光砂的装填和冷箱底部保冷，同时需要考虑工艺液氩泵的汽蚀余量对塔高度的要求。粗氩冷凝器、精氩冷凝器、主塔之间的相对高度，需要满足冷凝液体的自流要求。根据上述思路优化后的某60000m3，Il

6、空分最终的设备布置如图1所示。氧泵箱i]?]铽泉莉圈————————————————一J{日串：L嘲I孵_J‘过冷踩L竺”I-J；$毋：l哪{图1冷箱内设备布置示意图三、管道设计冷箱管道设计是一项繁杂的系统工作，需要从设备布置、管道设计、流体动力计算、流体分布计算、材料选型、应力分析、支架设计、保温设计和防腐设计等几个方面展开。管道设计需要综合考虑温度、压力和介质等对管道的影响，还需考虑工艺、设备及仪表等对管道的要求，保证管道系统的安全、合理。某煤化工项目配套的60000m3／h空分冷箱内管道采用PDMS辅助设计，采用PDMS软件设计的管道三维效果如图2所示。进出

7、塔器的管道，在塔上固定，沿冷箱导向敷设，从而实现管道与塔器同步收缩，避免了设备、管道因收缩不同步而设计的大量柔性补偿弯，简化了管道，节约了成本，减小了系统阻力，降低了装置能耗。冷箱内存在液氮去上塔、液污氮去上塔、液空去上塔等诸多两相流管道。大型空分塔器高度高，两相流管道进出口落差大，若设计不合理容易形成柱塞流，严重影响装置的平稳运行。两相流管道需要进行优化设计GM通用觚督www．etyjx．com2017年第1l期图2管道三维效果图和模拟计算，以确定合理的阀门位置、管径大小及是否需要气泵，从而保证两相流体流动顺畅避免形成柱塞流，提高装置运行的稳定性和可靠性。大型空

8、分冷箱内板