空分設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，冷箱各部分的溫度要保持平衡，但是由于換熱器熱端溫差和冷箱與環(huán)境不可能完全沒有熱量傳遞，再加上有些大型空分設(shè)備可能生產(chǎn)少量液體產(chǎn)品，都會(huì)造成熱量的損失。所以要通過膨脹機(jī)和節(jié)流來補(bǔ)充損失的冷量，我們付出了電能得到了膨脹機(jī)的冷量，可節(jié)流為什么能產(chǎn)生冷量？這是因?yàn)楣?jié)流后壓力降低，而節(jié)流的液空、液氮都是飽和液體，壓力降低，自然造成飽和溫度也降低，為了保持其飽和狀態(tài)，一部分液體氣化吸熱。

汽輪機(jī)是一種將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的渦輪式機(jī)械設(shè)備，在空分裝置中，汽輪機(jī)用于空壓機(jī)的動(dòng)力源，替代電機(jī)，為空分用戶節(jié)約了大量的用電能耗，故在空分領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。

經(jīng)過長期運(yùn)行的空分設(shè)備，其精餾系統(tǒng)中的低溫設(shè)備和管道中，會(huì)因結(jié)冰或機(jī)械粉末等在內(nèi)部沉淀使組分堵塞，造成分餾塔阻力增大。因此，在空分設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)2年左右，應(yīng)對(duì)分餾塔系統(tǒng)進(jìn)行加溫解凍操作以去除這些沉淀物。在分子篩吸附器和主換熱器發(fā)生進(jìn)水或其他故障時(shí)，也必須進(jìn)行停車加溫。下面介紹幾種加溫解凍操作方法：

在新建空分設(shè)備的制氬系統(tǒng)調(diào)試過程中，由于氣體需求量不穩(wěn)定及其他多種原因，制氬系統(tǒng)工況容易出現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)，下面就常見的故障情況，做出分析處理。 1、氬餾分中氮含量升高： 由于氮?dú)猱a(chǎn)品與污氮?dú)猱a(chǎn)品提取量少，造成部分氮?dú)怆S氬餾分進(jìn)入制氬系統(tǒng)，使氬餾分中含氮量升高，造成粗氬冷凝器中富氧液空與粗氬氣溫差減小，不能進(jìn)行正常換熱，較終導(dǎo)致粗氬無法冷凝，富氧液空無法蒸發(fā)。調(diào)整時(shí)提供污氮?dú)?、氮?dú)獾奶崛×?，將污氮?dú)獬鏊毫档停怪茪逑到y(tǒng)運(yùn)行工況維持正常。 2、氬餾分中氬含量波動(dòng)較大 氬餾分中氬含量受到很多因素的影響，比如氧、氮?dú)饧兌群彤a(chǎn)量、上塔壓力等等。在氧氮產(chǎn)量接近設(shè)計(jì)工況的情況下，適當(dāng)降低上塔壓力有利于減少氬餾分中氬含量的波動(dòng)。 3、氬餾分中氬含量較低時(shí)出現(xiàn)氮塞故障 首先對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行檢查，關(guān)注產(chǎn)品、產(chǎn)量、純度以及上塔壓力的變化情況，如果上述因素沒有明顯變化，不排除是上塔的膨脹空氣量增加的因素。調(diào)節(jié)方法為：逐步增大膨脹空氣旁通量。 綜上所述：制氬系統(tǒng)的運(yùn)行工況受到很多因素的制約，因此要保證制氬系統(tǒng)工況的穩(wěn)定，分清工況異常的現(xiàn)象與原因，將制氬系統(tǒng)與主塔工況結(jié)合起來作為一個(gè)整體來考慮，有針對(duì)性地進(jìn)行故障排查，逐步使各工況達(dá)到相對(duì)平衡狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)穩(wěn)定。

空分精餾塔由上下塔、粗氬塔、精氬塔等塔器組成。目前，大型空分設(shè)備的下塔有篩板塔和填料塔2種，而上塔和氬塔已普遍采用阻力較小的規(guī)整填料塔。在空分設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，塔器內(nèi)的篩板、溢流斗或填料等內(nèi)件表面，都會(huì)保留有一定量的低溫液體，也就是精餾塔的持液量。一般情況下，空分設(shè)備的負(fù)荷高時(shí)，塔內(nèi)持液量也會(huì)較大，而當(dāng)空分設(shè)備負(fù)荷較低時(shí)，塔內(nèi)持液量也相應(yīng)的較小。當(dāng)空分設(shè)備變負(fù)荷操作時(shí)，因塔內(nèi)持液量的變化，會(huì)對(duì)精餾塔工況產(chǎn)生影響，影響空分設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

進(jìn)上塔的膨脹空氣量增加，精餾段的回流比相應(yīng)減少。為了達(dá)到所要求純度的氮?dú)猱a(chǎn)品，需要設(shè)置更多的塔板數(shù)。當(dāng)回流比減少到需要設(shè)置無數(shù)塊塔板才能使氮?dú)饧兌冗_(dá)到要求的數(shù)值時(shí)，這時(shí)的回流比叫較小回流比。進(jìn)上塔的膨脹空氣量首先受較小回流比的限制。當(dāng)回流比越接近較小回流比時(shí)，為保證產(chǎn)品純度所需的塔板數(shù)增加得越快，這將造成投資增加，塔板阻力增加，操作壓力升高，能耗增加。因此，膨脹空氣進(jìn)上塔后的回流比應(yīng)大于較小回流比。當(dāng)要求氮?dú)饧兌鹊蜁r(shí)，較小回流比也減小，允許進(jìn)上塔的膨脹空氣量就可以多些，這時(shí)氧的提取率也相應(yīng)地降低。此外，如果液空純度高，液空量就較少，相應(yīng)的液氮量就會(huì)增大。這將使精餾段的回流比增大，允許送入上塔的膨脹空氣量也就可適當(dāng)增加。氧氣的純度低一些，允許送入的膨脹空氣量也可以多一些?？傊?，送入上塔的膨脹空氣量應(yīng)綜合考慮回流比、塔板數(shù)、氧、氮及液空純度等諸因素的影響，以便在既保證產(chǎn)品純度和不使氧提取率下降過多，又不致過多地增加塔板數(shù)和能耗的情況下，送入適量的膨脹空氣。目前一般允許送入上塔的膨脹空氣量是0.15～0.25的加工空氣量。對(duì)于大型空分設(shè)備，冷損較小。為彌補(bǔ)冷損所需的膨脹空氣量是不會(huì)超過上述要求的，因此可將全部膨脹空氣量送入上塔。對(duì)中小型空分設(shè)備，冷損較大。膨脹氣量若大于上述要求時(shí)，如將全部膨脹空氣送入上塔，塔板數(shù)將增加太多，同時(shí)能耗也顯著增加。在設(shè)計(jì)時(shí)寧愿只將部分空氣送入上塔，另一部分膨脹空氣旁通至換熱器，僅回收其冷量，則更為經(jīng)濟(jì)、合理。?

空分設(shè)備所考慮的環(huán)境條件包括：海拔高度、大氣壓力、環(huán)境溫度、空氣濕度、空氣中CO?等雜質(zhì)的含量等。這些條件隨地區(qū)、環(huán)境的不同而變化。不同的環(huán)境條件對(duì)同樣的空分設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生不同的性能影響。 1、大氣壓力對(duì)空分設(shè)備的影響： 大氣壓力是大氣層中的物體受大氣層自身重力的影響，而產(chǎn)生的作用于物體上的壓力。一般情況下大氣壓力在0.1MPa左右，大氣壓力降低時(shí)，會(huì)造成空壓機(jī)的壓縮比增大，增加壓縮能耗，從而增加空分設(shè)備的能耗。 2、環(huán)境溫度和濕度對(duì)空分設(shè)備的影響： 環(huán)境溫度升高，會(huì)使空壓機(jī)的排氣量減小，排氣溫度升高、軸功率增大，冷損增大，這就要求有更多的制冷量來平衡冷損，導(dǎo)致設(shè)備能耗增加；空氣的濕度增大時(shí)，會(huì)使空壓機(jī)的一部分功消耗在壓縮水蒸氣方面，也會(huì)造成空壓機(jī)的軸功率增大。 3、空氣中的灰塵、固體雜質(zhì)和有害氣體對(duì)空分設(shè)備的影響： 隨著空分設(shè)備逐步大型化，每小時(shí)帶入空分設(shè)備的空氣雜質(zhì)總量是很可觀的，這些雜質(zhì)隨空氣進(jìn)入空壓機(jī)繼而進(jìn)入空分設(shè)備，會(huì)對(duì)機(jī)器造成較大損害并堵塞設(shè)備通道。而乙炔和其他碳?xì)浠衔镌诳辗衷O(shè)備中集聚到一定量，在一定條件下會(huì)引起爆炸事故，造成極大危害。因此對(duì)大氣中的雜質(zhì)和有害物質(zhì)必須及時(shí)有效地清除，才能保證空分裝置的安全運(yùn)行。

大型空分設(shè)備主要采用低壓分子篩預(yù)凈化、增壓透平膨脹機(jī)制冷、**規(guī)整填料塔、全精餾制氬工業(yè)流程。因其產(chǎn)品氣體的壓縮方式不同，又分外壓縮和內(nèi)壓縮流程。 1、外壓縮流程：空分設(shè)備生產(chǎn)出低壓產(chǎn)品氣體，經(jīng)壓縮機(jī)加壓后 送出界區(qū)稱為外壓縮流程 2、內(nèi)壓縮流程：冷箱內(nèi)的低溫液體產(chǎn)品經(jīng)液體泵加壓到所需壓力，經(jīng)板式換熱器復(fù)熱后送出界區(qū)稱為內(nèi)壓縮流程。內(nèi)壓縮流程又分膨脹空氣進(jìn)上塔流程和膨脹空氣進(jìn)下塔流程。 3、我公司技術(shù)人員通過長期的生產(chǎn)實(shí)踐和對(duì)不同流程的分析計(jì)算，得出以下結(jié)論，供空分用戶參考借鑒。 a、在液體產(chǎn)品比例≤11%時(shí)，外壓縮流程能耗較低且操作簡單； b、當(dāng)液體產(chǎn)品比例＞16%時(shí)，內(nèi)壓縮膨脹空氣進(jìn)下塔流程能耗低于外壓縮流程； c、當(dāng)液體產(chǎn)品比例＞26%左右，內(nèi)壓縮膨脹空氣進(jìn)下塔流程能耗低于外壓縮和內(nèi)壓縮膨脹空氣進(jìn)上塔流程； d、隨著液體產(chǎn)量的增大，外壓縮流程與內(nèi)壓縮膨脹空氣進(jìn)上塔流程的氧、氬提取率都在急劇降低，而內(nèi)壓縮膨脹空氣進(jìn)下塔流程的氧提取率沒有變化，氬提取率沒有明顯的降低。 e、內(nèi)壓縮膨脹空氣進(jìn)下塔流程和內(nèi)壓縮膨脹空氣進(jìn)上塔流程的主要差異在于膨脹空氣進(jìn)精餾塔的方式。當(dāng)液體產(chǎn)量比例較小時(shí)，膨脹空氣進(jìn)上塔流程能耗低于膨脹空氣進(jìn)下塔流程，而當(dāng)液體產(chǎn)量比例較大時(shí)，膨脹空氣進(jìn)下塔流程的能耗明顯要優(yōu)于膨脹空氣進(jìn)上塔流程。

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(duì)冷箱內(nèi)珠光砂進(jìn)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(xiǎn)性也越來越大。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(hù)和資源問題的影響，選擇合理的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，對(duì)企業(yè)的發(fā)展和提高經(jīng)濟(jì)效益具有重大的意義。 目前，很多大型空分設(shè)備的壓縮機(jī)都采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，工業(yè)汽輪機(jī)具有軸對(duì)稱的高速旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)，因此運(yùn)行平穩(wěn)、磨損較小、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間較長。但汽輪機(jī)的安裝和調(diào)試比較復(fù)雜，對(duì)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(jī)的啟動(dòng)方式主要有直接啟動(dòng)、電抗器啟動(dòng)、自耦變啟動(dòng)和LCI軟啟動(dòng)。大型空分設(shè)備中，壓縮機(jī)組常采用的電機(jī)啟動(dòng)方式為自耦變啟動(dòng)和LCI軟啟動(dòng)。自耦變啟動(dòng)相對(duì)LCI而言，對(duì)電網(wǎng)和電機(jī)的沖擊更大，但是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單并且造價(jià)相對(duì)較低。LCI軟啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊非常小，同時(shí)可減輕對(duì)電機(jī)的瞬間大電流沖擊，充分保護(hù)電機(jī)。但是啟動(dòng)較為復(fù)雜，造價(jià)相對(duì)較高。 根據(jù)目前蒸汽和電價(jià)的水平，從能耗的角度來比較，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jià)格水平，如果電價(jià)進(jìn)一步下降或者蒸汽價(jià)格上升，則電機(jī)驅(qū)動(dòng)的能耗將低于汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的能耗。 大型空分設(shè)備壓縮機(jī)組采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的投資明顯高于電機(jī)驅(qū)動(dòng)，但是在常規(guī)的蒸汽和電的價(jià)格水平下并從設(shè)備長期運(yùn)行考慮，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的能耗費(fèi)用相對(duì)較低。一旦蒸汽和電的價(jià)格超過能耗的平衡點(diǎn)，那么對(duì)于大型空分設(shè)備來說，電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(hù)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(hù)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(jìn)的空分工藝流程和操作方法的改進(jìn)，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?yàn)樵诩庸た諝庵校形辞宄龔氐椎碾s質(zhì)，較后都會(huì)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(duì)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行和員工人身安全造成極大的危害。下面，我們對(duì)事故發(fā)生的原因進(jìn)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(xiǎn)性相對(duì)也會(huì)增加；而碳原子數(shù)不等的碳?xì)浠衔?，隨碳原子數(shù)增多而危險(xiǎn)性相對(duì)增加。碳?xì)浠衔镌谥骼湟貉踔芯奂?，和它們的沸點(diǎn)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(jìn)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(dòng)都能使液氧中有害雜質(zhì)析出并聚集。