【正文】 d 液體分布器空分設備中精餾塔： 上塔、下塔、粗氬塔Ⅰ、粗氬塔Ⅱ、純氬塔。精餾塔是制氧機中重要設備之一。低溫飽和空氣在精餾塔中分離成氧和氮。在低壓制氧機中，精餾塔的好壞直接影響到氧、氮的生產(chǎn)量，氧、氮的純度及生產(chǎn)氧氣的能耗。冷凝器與蒸發(fā)器 1）作用冷凝器、蒸發(fā)器在精餾系統(tǒng)中是提供冷量或熱量，即在精餾塔頂部提供回流液，精餾塔底部提供上升氣的設備。精餾系統(tǒng)有主冷凝蒸發(fā)器、粗氬冷凝器、純氬冷凝器、純氬蒸發(fā)器。這些設備均由板式換熱器單元及外殼等構成。板式單元個數(shù)可一只或多只，板式單元的布置可單層布置，也可雙層布置。例如3萬以上的主冷凝蒸發(fā)器的板式單元為雙層布置。 冷凝器與蒸發(fā)器冷凝器、蒸發(fā)器在精餾系統(tǒng)中是提供冷量或熱量，即在精餾塔頂部提供回流液，精餾塔底部提供上升氣的設備。氧氮分離是通過精餾來實現(xiàn)的。精餾過程必須有上升蒸汽和下流液體。為了得到氧氮雙高產(chǎn)品，必須在上下塔內(nèi)進行雙級精餾。冷凝蒸發(fā)器就是聯(lián)系上塔與下塔的紐帶。由于下塔壓力高于上塔壓力，所以下塔氣氮的飽和溫度反而高于上塔液氧的飽和溫度。液氧吸收溫度較高的氣氮放出的冷凝潛熱而蒸發(fā)，因此叫冷凝蒸發(fā)器。它是精餾系統(tǒng)中不可缺少的重要設備。液氧在冷凝蒸發(fā)器中吸收熱量蒸發(fā)成氣氧，作為上塔精餾的上升氣。氣氮在冷凝蒸發(fā)器熱量而冷凝成液氮，一部分作為下塔的回流液，一部分節(jié)流降壓后至上塔頂部，作為上塔回流液。 2）、雙層主冷凝蒸發(fā)器結(jié)構介紹： 主冷液氧蒸發(fā)側(cè)分隔為上下兩層，每層布置4只板式。下層與上層之間用降液管、升氣管相連通。下塔氮氣由中心管進入各板式換熱器，液氮出從中心管夾層引出。第二節(jié) 鋁板翅式換熱器一、鋁板翅式換熱器的主要特點。介質(zhì)之間相互不混合；。單位價體積的換熱面積一般在900～2000m2以上；。由于翅片的獨特結(jié)構，增強了流體的對流放熱系數(shù)；。換熱器用鋁合金構成，在相同工藝條件下，重量約為管式換熱器的1/10。鋁板翅式換熱器流體間的最小溫差可以小到1℃，熱端溫差可到1～3℃。由于鋁板翅式換熱器采用釬焊工藝把翅片和隔板間緊緊地釬在一起，所以它承壓高。同一板翅式換熱器中可以多達13股流同時進行熱交換，并可以根據(jù)工藝的需要從不同的溫度點抽出。鋁板翅式換熱器由鋁合金構成，多用于低溫，高溫用于200℃以下；。由于鋁合金不耐蝕，故對鋁合金有腐蝕的場合不能使用，主要是影響其使用壽命。由于翅片的節(jié)距多為1mm～，所以介質(zhì)中不能有固體雜質(zhì)，包括分子篩、珠光砂、管道鐵銹等。二、 鋁制板翅式換熱器的結(jié)構與組成流體的每一層通道由翅片、隔板、封條組成，每層通道在特定方位上都設有流體的進出口，并用該流體的進出口封頭分別包容該流體的每層進出口，焊上各自的接管而組成為一個鋁板翅式換熱器。鋁板翅式換熱器是由板束、封頭及支座等附件組成。板束體是熱交換的場所，是換熱器的主體部份。結(jié)構單位是層（通道）；每層由導流片、翅片、封條、隔板組成；根據(jù)傳熱的要求秩序疊置在一起就構成了板束體；板束體整體用真空釬焊，不可拆卸；板束體層的結(jié)構如圖6所示。圖6板束體層的結(jié)構示意圖1—封條；2—隔板（或側(cè)板）；3—翅片（或?qū)Я髌┌迨w層結(jié)構（1）翅片 翅片是鋁板翅式換熱器的基本元件，傳熱過程主要通過翅片熱傳導及翅片與流體之間的對流傳熱來完成。所以說翅片為流體熱交換提供擴展面積和支承強度；節(jié)距一般從1mm~，故不清潔介質(zhì)不能入內(nèi)，以免堵塞，特別在試壓、管道吹掃時應特別注意；翅片分為鋸齒型、多孔型、平直型、波紋型等。具體結(jié)構如圖7所示。a ：鋸齒型翅片 b：多孔型翅片 c：平直型翅片 d：波紋型翅 圖7主要翅片類型（2 ）導流片導流片在鋁板翅式換熱器中主要是起流體的進出口導向作用。根據(jù)板束的寬度及導流片在板束內(nèi)的開口位置和開口方向，導流片一般有如圖8（a）（h）所示等多種型式。 通道側(cè)面開口型導流片結(jié)構示意圖（a） 通道敞開型導流片結(jié)構示意圖（b） 通道中間開口導流片結(jié)構示意圖（c） 通道端頭局部開口的導流片結(jié)構示意圖（d） 通道側(cè)面開口導流片結(jié)構示意圖（e） 通道側(cè)面開口導流片結(jié)構示意圖（f） 板束中部通道中流體導出 板束中部通道流體導入或?qū)霑r導流片結(jié)構示意圖（g） 抽出時導流片結(jié)構示意圖（h）圖8導流片結(jié)構示意圖（3）封條 封條在每層的四周，把介質(zhì)與外界隔開；在流體進、出口處開口；封條常用截面形式如圖9（a）所示。端部接口型式如圖9（b）常用封條的截面型式 圖9（a）封條端部接口型式（以截面型式IV為例）（b）圖9（b）常用封條結(jié)構示意圖（4）隔板隔板是二層翅片之間的金屬平板，它在母體金屬表面覆蓋有一層釬料合金，在釬焊時合金熔化而使翅片、封條與金屬平板焊接成一體。隔板把相鄰兩層隔開，熱交換通過隔板進行，常用隔板一般厚1mm～2mm。封頭通常由封頭體、接管、端板、法蘭等零件經(jīng)焊接而成。封頭用于流體分布；接管材料通常是5052或5083。（1）封頭的接管與外部管道聯(lián)接時，采用焊接結(jié)構見圖10（a）；（2）封頭的接管與外部管道聯(lián)接時，采用法蘭聯(lián)接結(jié)構見圖10（b）；（3）封頭的接管與外部異種金屬管道（不銹鋼或銅）采用焊接結(jié)構見圖10（c）； 1悶蓋（工藝封頭）；2—接管；3—封頭體（a） 1—法蘭；2—接管；3—封頭體（b） 接管與外部鋁合金管道采用直接焊接的封頭結(jié)構 接管與外部管道采用法蘭連接的封頭結(jié)構 1—異種金屬接管； 2—封頭體異種金屬接管與外部不銹鋼（或銅）管道連接的封頭結(jié)構（c）圖10 封頭結(jié)構示意圖（5）封頭/接管的配置形式（典型的配置圖見圖11） （a） （b） （c） 圖11. 典型的封頭/接管形式 其它附屬裝置包括：支座、吊耳、隔熱等；（1）支座支承換熱器的重量，支架與支座相連；支座根據(jù)需要設計成不同形式；如果絕熱，支座要考慮隔熱；（2）吊耳為換熱器吊裝使用；（3）鋁板翅式換熱器外面一般都要考慮隔熱。通常采用干燥珠光砂、礦渣棉或硬性聚胺脂發(fā)泡等方法；多板束單元是指由兩個或兩個以上的板束通過并聯(lián)焊接的方式連接成一體，組成的板束，以解決裝置需要與釬焊設備尺寸限制的矛盾；圖12為并聯(lián)焊接的方式連接為一體的板束。 1—板束體1； 2—板束體2 圖12多板束組成的鋁板翅式換熱器單元結(jié)構圖 板翅式換熱器可根據(jù)需要進行并聯(lián)或串聯(lián)，這樣就形成了換熱器組。 鋁板翅式換熱器組是由兩臺或兩臺以上的鋁板翅式換熱器按不同的配管形式進行組合（并聯(lián)或串聯(lián)）而構成（見圖13）。并聯(lián)布置時應注意換熱器間流量分配的均勻度；三、鋁板翅式換熱器在空分設備中的分類 空分設備中鋁板翅式換熱器可根據(jù)功能進行簡單分類。可分為氧氮系統(tǒng)和氬系統(tǒng)兩大類。 氧氮系統(tǒng)換熱器主要包括：主換熱器、主冷凝蒸發(fā)器（簡稱主冷）、過冷器、氮自增壓器等。氬系統(tǒng)換熱器主要包括：粗氬冷凝蒸發(fā)器、精氬塔塔頂冷凝器、精氬塔塔底蒸發(fā)器、氬換熱器（根據(jù)流程需要設置）等。主要換熱器的系統(tǒng)中的作用：a) 主換熱器位于冷箱中介質(zhì)的出（產(chǎn)品介質(zhì)）入（空氣）口，對出冷箱的介質(zhì)進行冷量回收，回收冷量冷卻空氣進下塔和冷卻增壓空氣進膨脹機。 1—鋁板翅式換熱器單元體； 2—連接發(fā)蘭；3—連接接管；4—單元體間連接管道圖13 鋁板翅式換熱器組的構成示意圖 主換根據(jù)流程的組織方式可采用分置式和合置式。分置式是返流產(chǎn)品介質(zhì)分別設置單獨換熱器，如氧換熱器、氮換熱器等。而合置式在每只換熱器中均有所有介質(zhì)。對內(nèi)壓縮流程主換也可把高、低壓板式分開，形成高壓板式和低壓板式。b)過冷器過冷器用上塔的氮和污氮氣過冷從下塔進入上塔的液空、液氮（污液氮），降低節(jié)流后的汽化率。液空過冷和液氮過冷一般在結(jié)構上作為一個整體，分上、下段。c)主冷凝蒸發(fā)器主冷位于上、下塔之間，為浸浴式換熱器。下塔頂?shù)娘柡偷獨饨?jīng)過主冷被液氧液化返流作下塔精餾回流液；上塔底液氧被氮氣加熱沸騰蒸發(fā)汽化向上作上塔精餾的上升汽。所以說主冷是聯(lián)接上下塔的鈕帶。對主冷的液氧浸浴高度一般為100%高，并要求對其中的碳氫化合物進行監(jiān)測，根據(jù)流程確定是否采用定期排放液氧，以上措施均為保證主冷的安全運行，特別是在啟動或停車（包括臨時停車）。下圖是浸浴式主冷的工作原理圖： 浸浴式主冷的工作原理圖四、操作 換熱器連接好后，在系統(tǒng)開車前，換熱器應與系統(tǒng)一起用清潔、干燥、無油氣源試壓檢查，包括與外部管焊縫等部位；注意試壓壓力不得超過換熱器氣密性試驗壓力。對低溫運行或介質(zhì)中不能有水的環(huán)境，試壓不得帶水入換熱器中。:、對鋁合金無腐蝕。未經(jīng)許可，介質(zhì)中不能含有雜質(zhì)或易沉積的物質(zhì)。、顆粒雜質(zhì)堵塞，建議在介質(zhì)進入換熱器前管口使用過濾器。在管道設計和安裝過濾器時應考慮過濾器的拆開清洗、更換。 換熱器被堵塞后，運行阻力會增大，換熱效果下降，溫差加大。： 各管路口連接正確； 操作應注意：，板束體內(nèi)部保持干燥，嚴防帶水入內(nèi)，以免凍堵或凍壞換熱器通道。如果板束內(nèi)部有水分存在，應用干燥、清潔的氣體（低于80～100℃、露點低于50℃、～）吹除烘干。（或降溫）不能過快，建議控制在１℃／分以內(nèi)，以降低溫度應力的沖擊。換熱器同一截面冷、熱介質(zhì)的溫差不要超過50℃，以減小溫度應力，特別是液相換熱或兩相流換熱時；，操作壓力應小于標牌規(guī)定的最高工作壓力，嚴防超壓使用。換熱器自身不帶安全閥，在管道上考慮安全泄放裝置；在設計壓力下，換熱器使用溫度不允許超過設計溫度。 對切換換熱器，應注意控制熱端、冷端的溫差和切換周期，以免凍堵板式。，應及時將存于設備內(nèi)的液體排放掉，以防液體溫度升高后蒸發(fā)，壓力驟然升高；, 經(jīng)常核對流體工藝參數(shù)（壓力、溫度、流量和壓降等），當出現(xiàn)不正常時，應查明原因并及時處理；可能出現(xiàn)的現(xiàn)象及原因： a 運行阻力值增大。原因：內(nèi)部流道堵塞； b 流過換熱器介質(zhì)純度變化。原因：竄氣； c 流過換熱器介質(zhì)產(chǎn)量減少或外部結(jié)霜。原因：外漏；第五章 空分機器與操作第一節(jié) 離心式壓縮機一、離心式壓縮機概述及基本工作原理（一）、概述離心式壓縮機屬于透平式壓縮機。在早期,離心式壓縮機是用來壓縮空氣的,并且只適用于低、中壓力及氣量很大的場合。但自離心式壓縮機開始用于化工流程后,情況有了很大的變化。目前離心式壓縮機可用來壓縮和輸送化工生產(chǎn)中的各種氣體,并且它的排氣壓力比早期有了很大的提高,其最小氣量也有所降低,這就相應的擴大了離心式壓縮機的應用范圍。離心式壓縮機之所以能獲得廣泛的應用,主要是由于它具有下列優(yōu)點: 、功率大。 、尺寸小。 ,操作可靠,備件的需用量小。 。 此外,離心式壓縮機也還存在一些缺點: 。 ,其氣量調(diào)節(jié)雖較方便,但經(jīng)濟性較差。 。 ,有可能產(chǎn)生機械振動,在運行特性方面,離心式壓縮機有可能出現(xiàn)喘振現(xiàn)象。 （二）、離心壓縮機的主要構件及基本工作原理 透平式壓縮機通常分為離心式和軸流式兩種。在全低壓空分裝置中,透平壓縮機得到廣泛的應用。圖1 離心壓縮機簡圖在離心壓縮機中,由于氣體在工作輪里的離心力增壓,在工作輪中漸擴通道流動時的增壓,以及在工作輪以后的擴壓器和蝸殼等漸擴通道流動時的增壓,使氣體壓力得到了提高。單機總壓比可達192,壓 縮機的出口壓力可達420大氣壓,氣量可由50至20000米3/分。因此,離心壓縮機就成為大中型壓縮機的最主要的型式。氣體經(jīng)吸氣室由工作輪中間流進,經(jīng)葉片之間的通道沿半徑方向甩出來,再經(jīng)擴壓器和蝸殼流出機外。一個工作輪及其相配合的固定元件稱為“壓縮機級”簡稱為“級”。由于一個“級”中提高氣體壓力是有限的,～,因此,為了得到某個一定的壓力,壓縮機往往由許多級組成。級的固定元件除了吸氣室、擴壓器、蝸殼外,還有彎道和回流器?，F(xiàn)在介紹級中的工作輪及其相配合的固定元件的作用與原理。 吸氣室是用來把所需壓縮的氣體,由進氣管或中間冷卻器的出口均勻地吸入工作輪去進行增壓。因此,在每段壓縮機的第一級進口都設置了吸氣室。 工作輪也稱為葉輪,它是壓縮機中的一個最重要的部件。氣體在工作輪葉片的作用下,跟著工作輪作高速