空分设备氮水预冷系统改进_王俊生

文章编号:1009-9425(2002)03-0035-02收稿日期:2002-02-05作者简介:王俊生,男,1983年太原工业学院化工系毕业,现任新临钢制氧厂6000m3/h空分车间主任。空分设备氮水预冷系统改进王俊生,安宏(新临钢制氧厂,山西临汾城东041000)摘要:分析6000m3/h空分设备原氮水预冷系统存在的问题及原因,将水循环由原制氧站大循环改为氮水预冷系统内部的自循环,只增加水换热器和蓄水器,效果明显。关键词:氮水预冷系统;空冷塔;水冷塔;水循环;改进中图分类号:TB657.9文献标识码:BImprovementonanitrogen-cooledwaterprecoolingsystemWangJun-sheng,AnHong(OxygenProducingFactoryofNewLinfenIronandSteelCompany,EasternSectionofLinfenCity041000,ShanxiProvince)Abstract:Thepaperanalyzestheproblemsintheformernitrogen-cooledwaterprecoolingsystememployedbythe6000m3/hairseparationplantandthecausesleadingtotheproblems.Thewatercirculatingsystemhasbeentransformedfromtheoriginalbigcirculationofwaterusedintheoxygenproducingstationtotheinternalself-circulationofthenitrogen-cooledwaterprecoolingsystemonlybyaddingawaterheatexchangerandareservoir.Bydoingsosubstantialeffectshavebeenobtained.Keywords:Nitrogen-cooledwaterprecoolingsystem;Aircoolingtower;Watercoolingtower;Watercirculation;Improvement大多数全低压、分子筛吸附流程的空分设备,其氮水预冷系统均设置空冷塔、水冷塔、冷冻机、高低压水泵等。空冷塔采用筛板塔或填料塔(上部为塑料共轭环,下部为不锈钢共轭环);水冷塔一般采用塑料填料充填;冷冻机提供外部冷源,起到降低水温的作用。氮水预冷系统的作用是降低加工空气的温度,确保分子筛吸附器的性能。1原氮水预冷系统流程分析1.1流程简述新临钢制氧厂6000m3/h空分设备原氮水预冷系统流程(见图1),从循环管网来的冷却水,一路由低压泵直接送至空冷塔的中部进行水汽热交换;另一路由Ⅴ1111阀送至水冷塔顶部,与冷箱内返流气体(部分氮气和污氮)进行热交换降温后,经高压泵、冷冻机二次降温送至空冷塔上部参与水汽热交换。空冷塔底部排水由Ⅴ1138阀返回总排水管网。1—空冷塔2—低压泵3—高压泵4—冷冻机5—水冷塔图1原氮水预冷系统流程图·35·挖潜改进深冷技术2002年第3期CryogenicTechnology№320021.2存在问题在2000年5月初,投产仅半年的氮水预冷系统开始出现进出冷冻机冷冻水管路压差大的现象。最初压差为0.05MPa,运转至5月下旬,压差达到0.4～0.5MPa。无论怎样调节,冷冻水量始终呈下降趋势。冷冻机因为低温和低流量自动保护而停机多次,造成出空冷塔的空气温度升高,分子筛的吸附能力下降,无法满足正常的工艺生产要求,空分设备需20天左右停机检修一次。1.3原因分析在2000年5～7月的多次检修中,我们发现冷冻机蒸发器内铜换热管表面和Ⅴ1135阀门流道口以及冷冻水管路都附着一层厚厚的结晶物质,最大厚度约10mm,严重影响了冷冻水的流量,这是造成管路阻力大的直接原因。取少量的结晶物质进行分析,结晶体易溶于酸,反应剧烈,并有大量的泡沫、气体产生。进一步分析确认,结晶物质多为Ca、Mg离子化合物。造成这一现象的根本原因是我公司水源地水质硬度大。由于水冷塔采用高效的规整填料充填,换热效果强,一般出水冷塔的冷却水温达到12～15℃,出冷冻机后的冷却水温度可降到8～10℃。这样,大量的Ca、Mg离子化合物在低温下结晶析出,在管路流道变化处集结,影响了水的流量。同时,低水流量又导致冷冻水温降大,形成恶性循环,最终导致结晶体阻塞冷冻机换热管及阀门,影响生产。2新流程思路及改进2.1改进思路水源地水质硬度大,无法改变。若考虑系统采用软水循环,成本高,造价大。从更改工艺设计的角度考虑,我们认为原系统是一个开式循环,系统内部的水参与了制氧站大循环管网