科技创新，再攀高峰——中国大型空分新的里程碑（三）
开封空分集团有限公司 王忠建 谢耀东 戴思聪

　　四、华鲁恒升四万空分的性能及特点
　　根据用户要求，该套设备有三种设计工况，分别为：
　　
　　根据该套空分产品氧压力高、流量大、可靠性、安全性要求高，氩产品提取率高等特点，我们采用了液氧泵内压缩、增压空气膨胀后进下塔流程，上、下塔全填料、全精馏制氩，先进的集散控制系统并具有自动变负荷等先进控制功能。空压机和增压机均为离心式压缩机，用同一台汽轮机拖动，降低了投资并大幅度减少了厂房面积。空气预冷系统中的空冷塔和水冷塔均采用散堆填料塔，并配有氨蒸发器补充冷量，确保空气进分子筛吸附器时的温度满足设计要求。空气净化系统主要由两台双吸附剂床层的吸附器、一台双管板的再生蒸汽加热器和切换阀门组成，运行成本低、切换阀门由DCS系统程序自动控制。主换热器由两台高压绕管式换热器和四台板翅式换热器组成；确保安全操作和可靠性，又保持较高的换热效率。冷箱内的精馏塔包括下塔上塔、粗氩塔和精氩塔全部都采用高质量的规整填料，不但实现了全精馏制氩，而且使完成精馏所产生的总的塔内阻力降到了最低，最大限度地减少了精馏过程中的不可逆损失，流程设计中，设法降低物流的换热温差，尽量减少换热过程中的不可逆损失，所以保证了整套空分有较低的能耗指标。由于精馏塔的直径已达4米，随着塔径加大，塔内分布器的高度增加，使上下塔主冷的总高度超出50米，为降低冷箱高度和有利于粗氩塔和上塔工况稳定，我们采取了将上塔分为两段并在上下两段之间增设了一用一备两台低温液体泵，这样下塔、上塔上段、两段粗氩塔坐在冷箱基础上，降低了冷箱的承重载荷。液氧泵采用了国内外有很好使用业绩的进口立式多级离心泵，液氧经泵加压约9Mpa送入高压绕管式换热器复热至常温作为产品氧气送出冷箱，两台泵一用一备，备用泵低转速运行，一旦主泵发生故障，备用泵可自动在10秒内达满负荷运转状态，保证空分长期连续可靠运行。
　　总之，我们采取了一切可能的措施，确保该套空分的可靠性和安全性，由于有先进的设计手段和采用了多种先进技术，保证了我们成套装置技术开发的成功。
　　五、开车情况
　　通过安装单位紧张的安装施工，这套设备于今年8月完成了全部安装，8月18日至8月24日顺利进行了两次裸冷试车。在完成冷箱保温后，于9月14日开始起动空压机，9月17日中午起动膨胀机，9月19日产出合格的氧、氮产品，试车过程十分顺利。9月20日，华鲁恒升公司向国家发改委、机械工业联合会和我们公司发了喜报，欢庆四万空分顺利开车成功。
空分开车后原计划等合成氨工段全线打通后，停车一段时间来处理开车过程中发现的问题。由于开车比较顺利，所以没有进行停车检修，直接进入了生产运行。在开车的第一阶段，由于氨压缩机没有投运，氨冷冻系统无法投运，由于进分子筛空气温度过高，当时我们和华鲁恒升公司共同测试的运行数据为：空气量176500Nm3/h，氧气33000 Nm3/h，纯度99.8%，液氧3600 Nm3/h，纯度99.8%，氮气48000 Nm3/h，纯度≤1ppO2 ,压力氮9500 Nm3/h（4.8bar），纯度≤1ppO2，液氮1500 Nm3/h，纯度≤1ppO2，液氩800 Nm3/h，纯度≤1.8ppO2，纯度≤2.3ppmN2。
　　后来，氨冷系统投运后，我们准备将空分满负荷运行，曾经将氧气产品量调到约38000m3/h，设备各种参数运行正常，但发生了进口高压氧泵故障。由于氧泵处于无备机状态运行，而且生产只需约33000m3/h氧气，为了确保在运行氧泵的运行安全，用户采取了降低负荷的方式进行操作，目前操制氧气产量在33000m3/h左右，设备运行稳定，目前已运行9个多月。
　　六、结束语
　　国产4万空分的顺利开车成功，是我国空分行业的一件大喜事，是开封空分集团有限公司发展史上光辉的一页，同时也是中国空分设备制造行业发展史上的一个重要里程碑。它标志着中国空分设备制造行业技术水平走向成熟，并已挤身于国际大型成套空分设备市场。这是开封空分人坚持技术创新，不断攀登技术高峰的又一丰硕成果。可以坚信，开封空分集团将以四万空分开车成功和企业改制为契机，进一步完善内部机制，加大技术进步和创新的力度，加快技术进步的步伐，一定能够为我国空分行业的技术进步和发展壮大做出新的更大的贡献。