名 称 氧 氮 氩 化学代号 O2 N2 Ar 体积百分比 20.95 78.08 0.932 重量百分比 23.1 75.5 1.29 空气中其它组成成份，如氢、二氧化碳、碳氢化合物的含量在一定范围内变化，而水蒸汽含量则随着温度和湿度而变化。 空气中的主要成份的物理特性如下:
标准大气压下的液名称化学符号 化温度(℃) 氧 O2 氮 N2 氩 Ar -183 -195.8 -185.7 化温度(℃) -218.4 -209.86 -189.2 (℃) -119 -147 -122 MPa(A) 5.079 3.394 4.862 标准大气压下的固临界温度 临界压力 空气的精馏就是利用空气的各种组份具有不同的挥发性,即在同一温度下各组份的蒸汽压不同，将液态空气进行多次的部份蒸发与部份冷凝，从而达到分离各组份的目的。当处于冷凝温度的氧、氮混合气穿过比它温度低的氧、氮混合液体时，气相与液相之间就发生热、质交换，气体中的部份冷凝成液体并放出冷凝潜热，液体则因吸收热量而部份蒸发。因沸点的差异，氧、氩的蒸发顺序为：氮>氩>氧，冷凝顺序为：氧>氩>氮。在本系统中，该过程是在塔板上进行的，当气体自下而上地在逐块塔板上通过时，低沸点组份的浓度不断增加，只要塔板足够多，在塔的顶部即可获得高纯度的低沸点组份。同理，当液体自上而下地在逐块塔板上通过时，高沸点组份的浓度不断增加，通过了一定数量的塔板后，在塔的底部就可获得高纯度的高沸点组份。
由于氧、氩、氮沸点的差别，在上塔的中部一定存在着氩的富集区，制取粗氩所需的氩馏份就是从氩富集区抽取的。
4工艺流程概述
4.1 空气过滤器及空气压缩系统
该系统由一台自洁式空气过滤器及一台透平空气压缩机组成。
含尘空气入空气过滤器，过滤掉其中机械颗粒、粉尘等。经过滤的空气再入空气压缩系统，被空气压缩系统压缩到0.53MPa.G后进入空气预冷系统。
6
4.2空气预冷系统
本系统主要由空冷塔、水冷塔、冷冻机及四台水泵组成。
空气冷却塔为装有两层塔料的填料塔，空气由空气压缩机送入空气冷却塔底部，由下往上穿过填料层，被从上往下的水冷却，并同时洗涤部分NOx，SO2，C1+等有害杂质，最后穿越顶部的丝网分离器，进入分子筛纯化系统，出空冷塔空气的温度约为18.5℃。
进入空冷塔的水分为两段。下段为由凉水塔来的冷却水，经循环水泵加压入空冷塔中部自上而下出空冷塔回凉水塔。上段为由凉水塔来的冷却水，经水冷塔与由分馏塔来的多余的氮气、污氮气热质交换冷却后由冷冻水泵加压，送入空气冷却塔顶部，自上而下出空气冷却塔回凉水塔。 4.3 空气纯化系统
该系统主要由两台吸附器、一台蒸汽加热器及一台电加热器组成。
分子筛吸附器为卧式双层床结构，下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只吸附器切换工作。由空气冷却塔来的空气，经吸附器除去其中的水份、CO2及其它一些CnHm后，除一部分进 入增压压缩机增压及用作装置空气之外，其余均全部进入分馏塔。
当一台吸附器工作时，另一台吸附器则进行再生、冷吹备用。由分馏塔来的污氮气，经蒸汽加热器加热至170℃后，入吸附器加热再生，脱附掉其中的水份及CO2，再生结束由分馏塔来的污氮气冷吹，然后排入大气放空。
高温再生时，再生气经蒸汽加热器及电加热器加热至260℃后，入吸附器加热再生。 经吸附器纯化后的空气露点≤－70℃，CO2≤1PPm。
4.4 增压压缩机系统
由分子筛吸附器来的洁净空气进入增压压缩机增压使空气的压力得以提高，增压空气分为两股，一股（流量24000Nm3/h，压力2.5MPa.G）从增压压缩机中部抽出，经冷却后进入由膨胀机驱动的增压机；另一股（流量22500Nm3/h，压力5.8MPa.G）从增压压缩机末级引出，经冷却后进入主换热器。 4.5 增压膨胀机系统
该系统主要由两台增压透平膨胀机，两台增压机后冷却器，两台供油装置组成。
从增压压缩机中抽并经冷却后的加压空气，进入由膨胀机驱动的增压机，消耗掉由膨胀机输出的能量，使空气的压力得以进一步提高，增压后的空气进入增压机后冷却器，冷却到所需温度后进入主换热器，被返流的液氧、氮气及污氮冷却到一定温度后进入透平膨胀机膨胀，膨胀空气进入下
7
塔参与精馏。 4.6 氧、氮精馏
该系统主要由下塔、主冷凝蒸发器、上塔、过冷器及液氧泵组成。
由纯化系统来的进入主换热器冷却到接近露点的空气、膨胀空气以及来自增压压缩机末级冷却器的高压空气经主换热器液化后的液空进入下塔，经下塔的精馏，在顶部获得氮气，除一部分作为热源到纯氩塔及作为产品经主换热器复热送用户外，其余经冷凝蒸发器冷凝，冷凝的液体一部分做为下塔的回流液，其余部分经过冷器过冷后，一小部分作为纯氩冷凝器冷源，另一部分节流后作为上塔回流液送至上塔顶部；在下塔下部得到污液氮，经过冷器过冷后，节流至上塔上部参与精馏；在下塔底部得到富氧液空，经过冷器过冷后，一部分作为粗氩冷凝器冷源，另一部分节流至上塔中部参与精馏。
经上塔的精馏，在顶部得到产品氮气，在上部得到污氮气，氮气及污氮气经过冷器、主换热器复热后，氮气除一部分送往用户管网外，其余均入水冷塔制冷；而污氮气除一部分用作再生用气外，其余也入水冷塔制冷。在上塔底部得到液氧，一部分液氧经液氧泵加压并经主换热器复热后作为氧气产品入管网，一部分作为液氧产品经主冷凝蒸发器底部抽出进入贮槽。
为方便调氩，还设置了气氧的旁通阀（至污氮气）。 4.7 氩的精馏
该系统主要由粗氩塔I、粗氩塔II、粗氩冷凝器，纯氩塔及纯氩冷凝器和纯氩蒸发器，工艺液氩泵等组成。
由上塔中部抽出的氩馏份气，进入粗氩塔I进行精馏，使氧的含量降低。粗氩塔I的回流液是由粗氩塔II底部引出经工艺液氩泵输送来的液态粗氩，粗氩塔I底部的液体再返回上塔参与精馏。
由粗氩塔I顶部引出的气体进入粗氩塔II底部并在其中进行更进一步的氩、氧分离。结果在其顶部得到O2≤2 PPm的粗氩气。粗氩气经粗氩冷凝器冷凝成液体后作为回流液返回粗氩塔II。粗氩冷凝器的冷源是过冷器后引出的液空，液空与粗氩气换热（蒸发）后返回上塔适当部位参与上塔精馏。
从粗氩冷凝器板式单元引出适量的含O2≤2 PPm的粗氩气进入纯氩塔中部，经纯氩塔的精馏，在其底部得到合格的液氩，除一部分作为产品经调节阀送出冷箱进入液氩贮存系统外，其余与来自下塔的中压氮气换热，使其蒸发作为上升气参与纯氩塔的精馏。而液化后的液氮返回上塔顶部参与上塔的精馏。纯氩塔顶部设有冷凝器，使上升气氩冷凝成液体作为纯氩塔的回流液，该冷凝器的冷源为来自过冷器后的液氮，液氮蒸发后返回污氮出上塔管线。
8
5装置的开、停车
整套空分设备的运行操作由两部份组成：
A、空分设备的试车，即成套设备联动运行前的试验、调整、吹除等，以确保各部机、各系统及其相互间的联系正确无误；
B、空分设备的起动和投入正常操作。
空分设备的试车就是空分设备安装或大修完毕后，在正式投入生产以前，对各单机部机、设备及成套空分设备进行全面的试压、检漏、调整、吹刷和低温裸冷检验等，其目的就是为了检验空分设备的安装或大修质量，检验空分设备在低温状态下冷变形后的密封性能和补偿性能，检验设备和管道流路可能存在的弊病和安装缺陷，以便能及时进行检修。
本套装置的起动，还包括自洁式空气过滤器、空气压缩机组、增压压缩机组、水泵、冷水机组、增压透平膨胀机组、中压液氧泵、工艺液氩泵、液体贮存系统及仪、电控系统 。 5.1 空压机组的正常开车
5.1.1开车前的准备工作
5.1.1.1 仪表气的投用：通知仪表人员投用仪表气源，检查各变送器气源进口阀开，排污阀关，平衡阀关，检查各气动阀门气源阀开。检查各仪表控制点指示正确，调试声光信号正常，检查各液位计上下阀开启，观察液位指示正常。
5.1.1.2 检查各电气信号正常，电、仪信号指示状态一致，现场及DCS紧停按钮均复位，并开启。 5.1.1.3 联系调度室通知循环水岗位，做好循环水投运前的准备工作。
5.1.1.4 DCS及现场检查阀门的开关状态(除已投运的仪表气系统以及一些停车条件下常开阀门)均为关闭状态。
5.1.1.5 接调度室通知后，投运循环水系统，打开循环水系统进、回水总阀。
开级间冷却器和油水冷器回水阀，开上部排气阀，待排气阀无气体排出后关闭，打开上
水阀。
开凝汽器回水阀，开凝汽器上部排气阀，待上部排气阀无气排出，有水流出时关排气
阀，开凝汽器上水阀 。
5.1.1.6 检查共用油站油位（LA8051≥1165mm）正常，检查油箱油温（TI8050：45oC）正常(若
油温低，可提前启动油站油泵，启动电加热器进行加温)。
5.1.1.7 启动共用油站1#油泵，开充油阀给高位油箱充油，充满后关闭充油阀。
观察油压是否正常，泵出口压力1.1Mpa（G）。
润滑油回油总管回油流动情况，控制供油总管主油压（正常油压为 0.245Mpa.G）。及各供油支管上的油压（支撑轴承润滑油压力0.09～0.13 Mpa.G，推力轴承润滑油压力
9
0.025～0.13 Mpa.G）。
5.1.1.8 检查主蒸汽输送管入工段蒸汽隔离阀阀前所有倒淋应开启，根据排出的汽水情况，调
整阀门至适当开度。开隔离阀旁通阀，开旁通后管线上导淋疏水阀，进行暖管。
观察蒸汽温度、压力，若波动过大，开倒淋阀进行疏水。
5.1.1.9 联系调度室供应汽轮机凝汽器脱盐水，向凝汽器充脱盐水，缓慢开启冷凝泵进、出口
阀，开进口排气阀，待液位50～60％后关泵进口排气阀。待凝汽器液位充至高位报警时，关脱盐水充注阀。 热井液位报警： 高限报警＋150mm 低限报警－150mm 5.1.1.10 冷凝液泵自动启动实验：
1#泵紧停按钮复位，1#泵启动， 控制室1#泵投主，2#泵投备，2#泵电机紧停按钮复
位，2#泵自启动，双泵运行。同理2#泵电机运行，l#泵现场紧停按钮， 控制室2#泵投主，1#泵投备，l#泵电机紧停按钮复位，1#泵自启，双泵运行。实验完毕，开倒淋排液至正常后关倒淋，开大气安全阀水封充水阀，调整阀门开度，保证大气安全阀排气口无大量水流出， 控制室停2#泵，选2＃泵备泵。 5.1.1.11 油泵双泵互联试验：
检查2#备用油泵紧停按钮复位，控制系统投自动，1#油泵投手动，开油压调节旁通阀，
油压低于0.2MPa报警，2#油泵自动启动，记下数据，关油压调节旁通阀，恢复油压至正常。停1#泵选为备泵投自动，2#泵投手动，用同样方法做1#自动2#手动试验。 5.1.1.12 润滑油压低跳车试验：
控制室通过汽轮机主联锁图，检查汽机启动条件是否满足，不满足启动条件的将其切至
旁路。
通知现场控制室按“请求左联锁投入(至DCS)按钮”持续2秒，当DCS出现左联锁投
入信号后，DCS操作人员给速关阀电磁阀送电。现场控制室检查速关阀电磁阀灯亮，电磁阀带电。
现场右旋下启动手柄建立启动油压。左旋起启动手柄建立速关油压，速关阀打开。 共用油站现场关小二次油压调节阀PIC8056后截止阀，观察润滑油压。当PSA8058A、B、
C三取二联锁报警记下数据(设计值为0.1 MpaG)，当PSA8501报警，速关阀关闭，记下数据(设计值为0.15MpaG)，恢复PIC8056后截止阀，恢复润滑油压至正常。 5.1.1.13 现场打闸及DCS停车试验：
建立速关油压步骤建立速关油压，打开速关阀，在现场按下停车手柄，速关阀关。同时，
建立速关油压，开启速关阀。DCS激活速关阀失电或DCS紧停按钮打闸，速关阀关闭。
10
