小型氧氣站的搬遷設(shè)計(jì)

1、<p>　　小型氧氣站的搬遷設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：徐州華東機(jī)械廠氧氣站搬遷工程設(shè)計(jì)是典型的小型氧氣站搬遷設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中按照規(guī)范和規(guī)程的要求，并根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況靈活調(diào)整。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：小型氧氣站；工藝流程；設(shè)備布置；安全措施 </p><p>　　Abstract: Xuzhou Huadong machinery plant o

2、xygen station relocation project design is the design of small oxygen removal typical station, in the design process according to the rules and regulations, and according to the reality of flexible adjustment. </p>

3、<p>　　Keywords: small oxygen station; process equipment layout; safety measures </p><p>　　中圖分類號：TQ116.14 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2013） </p><p><b>　　1 小型氧氣站 </b></p><

4、p>　　1903年，德國林德教授發(fā)明歷史上第一套10m&sup3;/h空分制氧設(shè)備以后，歷經(jīng)一百多年的開拓、發(fā)展和創(chuàng)新，形成了小型、中型、大型和低壓、中壓、高壓以及液體設(shè)備、氣體設(shè)備等多種分類方法、形式多樣的制氧空分設(shè)備。 </p><p>　　所謂小型氧氣站，是從氧氣站容量上來講的，根據(jù)《機(jī)械工程手冊》中氧氣站主要分類： </p><p>　?。?）氧氣站按生產(chǎn)流程所需的壓

5、力分為中壓、低壓和高壓；（2）根據(jù)用途，按產(chǎn)品種類分液體設(shè)備和氣體設(shè)備；（3）按產(chǎn)品產(chǎn)量（指氧氣產(chǎn)量）大小分有小型（＜1000Nm3/h）、中型（≥1000Nm3/h）和大型（≥10000Nm3/h）三種類型。 </p><p>　　用深冷法生產(chǎn)氧、氮等產(chǎn)品的氧氣站已非常普及, 其中氧氣產(chǎn)量小于等于1000m3 / h 的小型氧氣站在數(shù)量上占據(jù)了非常高的比例。另外，液態(tài)氧氣的氣化站也列于小型氧氣站范疇, 在目前的

6、市場上其份額也正在迅速擴(kuò)大。 </p><p><b>　　2 工程概述 </b></p><p>　　徐州華東機(jī)械廠原址位于市中心地帶，搬遷至金山橋開發(fā)區(qū)，氧氣站一并搬遷。徐州華東機(jī)械廠是一家大型煤礦機(jī)械企業(yè)，歷史悠久，這次搬遷是一次整體搬遷，也是一次擴(kuò)建。原有氧氣站幾經(jīng)革新，管道走向復(fù)雜、老化，部分設(shè)備老化，部分設(shè)備為自行設(shè)置，無法搬遷，設(shè)計(jì)中重新設(shè)置。尤其是原有

7、的空壓機(jī)后冷卻器，是使用混凝土水池，然后讓壓縮空氣管道在水池內(nèi)U型設(shè)置，這樣壓損嚴(yán)重，另外，水池內(nèi)水不流動(dòng)，溫度升高之后，冷卻效果很差，影響后續(xù)的冷卻和分餾。原有儲氣囊設(shè)置在一混凝土囤內(nèi)，從外邊不容易觀測，使用不方便。原有10m3液氧儲罐設(shè)置在空分間和灌充間中間，防火間距均達(dá)不到要求，處于停運(yùn)狀態(tài)。 </p><p>　　氧氣站主要設(shè)備采用蘇州市某空分設(shè)備科技發(fā)展有限公司KDON-170/100型分餾塔及其附屬設(shè)

8、備，另外該氧氣站內(nèi)還有氧壓機(jī)2臺及工業(yè)氧氣、醫(yī)用氧氣、氮?dú)夤喑湎到y(tǒng)各1套，液態(tài)氧氣儲罐及相應(yīng)汽化系統(tǒng)1套。 </p><p>　　氧氣站的工藝流程，如圖1所示，采用全低壓低能耗流程設(shè)計(jì)?？諝庥煽諝膺^濾器進(jìn)入空壓機(jī)，空壓機(jī)將空氣壓縮到0.7MPa，然后經(jīng)過濾器和過濾和后冷卻器被污氮?dú)饫鋮s，進(jìn)入空氣冷卻器，被冷卻水冷卻，然后進(jìn)入純化器，進(jìn)一步純化空氣中的二氧化碳等氣體。然后一部分進(jìn)入分餾塔，進(jìn)行分餾；一部分進(jìn)入軸承氣

9、柜，然后進(jìn)入透平膨脹機(jī)做功；另一部分進(jìn)入電加熱器加熱，供檢修時(shí)使用?？諝饨?jīng)分餾塔分餾后，分離出部分污氮作為水冷塔及后冷卻器的冷卻使用。其他液氧和液氮在分餾塔內(nèi)冷卻剛進(jìn)入的空氣，使其液化，并使自身轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，然后輸出成為成品氧氣、成品氮?dú)狻?</p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)要點(diǎn) </b></p><p>　　氧氣站中的各類產(chǎn)品都具有一定的特殊性。氧的化學(xué)性質(zhì)極活潑

10、, 是強(qiáng)氧化劑,能助燃,火災(zāi)危險(xiǎn)類別屬于乙類；而氮屬于惰性氣體, 雖不能燃燒,卻具有窒息性，火災(zāi)危險(xiǎn)類別屬于戊類；低溫液體產(chǎn)品工作溫度低于-183℃, 易發(fā)生人員凍傷，而且汽化膨脹倍數(shù)可高達(dá)近千倍, 會因急劇升溫等因素引發(fā)物理爆炸。鑒于以上危險(xiǎn)因素的存在，國家1978 年頒發(fā)了TJ30—78《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》，并于1991 年修訂為目前正在使用的GB50030—91《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》。針對其后設(shè)計(jì)、建設(shè)和使用中不斷出現(xiàn)的安全問題, 國家

11、又于1997年頒發(fā)了GB 16912—1997《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》(2008年修訂為GB 16912—2008《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》)。 </p><p>　　這次搬遷設(shè)計(jì)就是依據(jù)上述兩個(gè)國家強(qiáng)制性規(guī)范和規(guī)程，并根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況做出的。本次設(shè)計(jì)主要有以下特點(diǎn): </p><p>　　圖1氧氣站空分工藝流程圖 </p><p>　?。?）氧

12、氣站設(shè)置在廠區(qū)的右側(cè)，較靠近負(fù)荷中心，交通便利，便于醫(yī)用氧氣及灌充工業(yè)氧氣、氮?dú)獾匿N售，與周邊丙烷匯流排間、露天跨、廠房等建筑、設(shè)施的距離符合防火、噪聲的要求。氧氣站作為較危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)場所, 為避免閑雜人員的進(jìn)出, 站區(qū)設(shè)置圍墻。 </p><p>　?。?）氧氣站分生產(chǎn)區(qū)、灌充區(qū)、汽化區(qū)，物流大門設(shè)計(jì)在西大門，面對工業(yè)氧、醫(yī)用氧及氮?dú)夤喑溟g的裝卸平臺，對外銷售瓶裝工業(yè)、醫(yī)用氧及氮?dú)?，除保證外來的運(yùn)輸車輛物流外

13、，與生產(chǎn)區(qū)分開。灌充區(qū)后側(cè)一定防火間距外設(shè)置汽化區(qū)，汽化區(qū)內(nèi)有液氧儲罐、液氧泵和汽化器，液氧儲罐、液氧泵上方設(shè)置頂棚，防止雨淋日曬。北門定為生產(chǎn)區(qū)大門，設(shè)置主要生產(chǎn)間的制氧、壓氧間和輔助生產(chǎn)間的值班、化驗(yàn)、配電、水泵間。由于壓氧間的氧壓機(jī)數(shù)量超過兩臺，所以獨(dú)立設(shè)置在一房間內(nèi), 且不與其他房間直接相通。具體布置見圖2。 </p><p>　?。?）分餾塔設(shè)備高達(dá)13.5m，生產(chǎn)中對塔有防冷耗和防潮等要求。設(shè)計(jì)中將分

14、餾塔設(shè)置在室內(nèi)，將分餾塔所在柱距內(nèi)的廠房屋面加高，其空間高度提升至15.5m，這樣就留夠了檢修、保養(yǎng)設(shè)備的空間。 </p><p>　?。?）制氧間內(nèi)根據(jù)工藝流程布置設(shè)備，使得管道大多沿墻敷設(shè)，美觀整潔、施工方便。具體布置見圖3。 </p><p>　?。?）雖然徐州地處北方，冬季氣溫會達(dá)到0℃以下，但華東機(jī)械廠全廠無采暖設(shè)計(jì)，而氧氣站灌充間在低溫充裝氧、氮?dú)馄繒r(shí)，鋼瓶在0℃以下，處于冷脆

15、狀態(tài)，充氣鋼瓶會有可能引起爆炸事故。所以設(shè)計(jì)中在輔房內(nèi)設(shè)置專供氧氣站的采暖機(jī)組間，按規(guī)范規(guī)定的采暖溫度做采暖設(shè)計(jì)，并根據(jù)鋼瓶安全規(guī)定設(shè)置瓶檢間，提供符合規(guī)定的充氣鋼瓶。 </p><p>　?。?）氧氣站主要設(shè)備屬搬遷，但原有的冷卻壓縮空氣的混凝土水池和氧氣混凝土立式儲氣槽為工廠現(xiàn)場制作，因?yàn)橹谱鳛榛炷两Y(jié)構(gòu)，無法再搬遷。新增目前氧氣站中常用的壓縮空氣后冷卻器和氧氣儲氣囊。這樣工藝流程和房間設(shè)置比華東機(jī)械廠原有氧

16、氣站更加合理、有效。 </p><p>　?。?）氧氣站制氧、壓氧、灌氧以及汽化系統(tǒng)主要生產(chǎn)設(shè)備間設(shè)置信號聯(lián)系、聯(lián)鎖報(bào)警、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控 </p><p>　　圖2氧氣站設(shè)備平面布置圖 </p><p>　　圖3制氧間管道平面圖 </p><p>　　制和監(jiān)控安全系統(tǒng)。 </p><p>　　（8）空氣吸入口的設(shè)計(jì)。接近

17、地面空氣灰塵較多，將空氣入口設(shè)置在一層的屋頂，即7.2m高處，空氣入口端部設(shè)置空氣過濾器。入口處設(shè)置平臺和圍欄，便于檢修空氣過濾器。 </p><p>　?。?）在氧氣生產(chǎn)過程中,由于閥門的開關(guān)調(diào)試而引起的燃燒爆炸現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。在本次設(shè)計(jì)中，為進(jìn)入灌充間的高壓氧氣管道主閥門設(shè)置閥門操作間，避免閥門操作失誤引起的傷害擴(kuò)大。 </p><p><b>　　4 總結(jié) </b>