國內大型空分裝置的技術要點與創新方向

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空分裝置就是以空氣為原料,通過壓縮迴圈深度冷凍的方法把空氣變成液態,再經過精餾而從液態空氣中逐步分離生產出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的裝置。

國內大型空分裝置的技術要點與創新方向

摘要:國際經濟環境的穩定成熟、國內市場經濟的建設發展,為各行各業提供了優越的發展機會與發展空間。國內石化行業中的石油開發採取、石油煉製、成品及副產品銷售、油氣運輸儲藏、化工製品的生產等專案,需要加強生產經營策略、提高科技創新能力,在此過程中,大型空分裝置的生產技術是決定化工企業製造生產能力的關鍵點。有關企業和技術人員應當加強對大型空分裝置的生產技術研發和科技創新,提高大型空分裝置的使用效能,增強大型空分裝置的智慧化、功能化,通過大型空分裝置的生產技術提高優化,為化工企業的發展提供助力。下文中,筆者將從個人工作經驗出發,總結當前我國大型空分裝置的生產技術情況,分析大型空分裝置的技術要點與創新方向,最後對儀表自動化裝置的技術管理提出個人看法觀點。

關鍵詞:石化行業企業;生產技術創新;儀表自動化;製造規模;大型空分裝置

引言

大型空分裝置是石化行業、石化企業在生產製造過程中使用的重要儀器裝置,其運作機械原理是實現對空氣的降溫冷卻,同時以增壓方式讓空氣的體積變小、轉化為液態,根據空氣中各組成氣體之間的沸點差異,讓液化物與氣體充分接觸併發生反應,在熱質交換原理的作用下,實現高純度氣體的分離。我國很多知名石化企業通過學習借鑑國外先進儀器裝置的生產經驗和生產方案,並在技術研發、科技創新活動的帶領幫助下,已經具備設計、生產製造先進大型空分裝置的技術能力,能夠與其他國際先進裝置生產製造廠商進行競爭,全面提高了我國石化機械裝置設計、製造生產工藝水平。

一、現階段國內大型空分裝置的設計、製造生產技術概況

最近的資料調查分析顯示,國內生產製造大型空分裝置的化工企業,在機械設計、製造生產工藝研發等領域中表現優異,其中部分企業的機械設計水平、裝置生產製造工藝已經具備國際領先水平。其具體情況總結分析如下。

(1)大型空分裝置的生產製造規模擴大化。石油開發採取煉製、成品及副產品銷售、油氣運輸儲藏、化工製品生產等行業的集團化發展趨勢,對化工生產機械裝置的功能性質、使用性質提出了更高的標準要求,化工機械裝置需要滿足生產製造規模逐漸發展壯大的經營需求。因此體現在大型空分裝置管理方面,表現為大型空分裝置一方面應當具備更高的生產能力,另一方面還應當提高其配套生產能力。隨著化工行業的崛起建設,國際、國內市場上需要更多數量的大型空分裝置投入到化工生產過程中。從現實情況分析,我國化工企業亟需在現有基礎上,提高大型空分裝置的機械設計水平和生產製造工藝,增強企業產品的`科技含量,提高企業的綜合競爭力,與國際大型化工裝置製造廠商企業進行健康、良好的競爭,在國際機械裝置製造領域爭奪領先地位。我國部分製造企業不斷學習國際先進機械技術,加強對機械裝置的研發,將新型生產製造技術應用在大型空分裝置的設計方案當中,創新技術應用,取得明顯實效。

(2)大型空分裝置的機械設計方案優化、豐富製造工藝的種類。在對我國化工裝置生產企業情況進行統計的基礎上,筆者發現化工裝置生產企業已經突破了傳統的裝置製造管理流程,在新型空分裝置生產過程中,更加註意客戶對大型空分裝置的效能要求、功能要求,根據客戶意見制定大型空分裝置的設計方案、生產製造方法,因此出現了生產製造工藝的多樣化、種類豐富。部分大型空分裝置生產企業一方面借鑑使用國際上最先進的資料計算系統和計算軟體,通過資料系統的構建、資料軟體的計算幫助,不斷提高大型空分裝置的機械設計水平。

(3)優化大型空分裝置中的轉動功能裝置設計方案。轉動功能裝置為大型空分裝置提供氣體來源,其優化設計方案將顯著提高大型空分裝置的運作效能與安全穩定效能,降低大型空分裝置的使用能耗數值。

二、大型空分裝置的設計、製造生產技術要點與改革

從我國近些年的化工機械生產製造過程和經驗成果總結上看,大型空分裝置的生產製造工藝歷經生產變革與技術創新,已經日趨成熟完善並能夠與國際一流機械製造工藝水平相當。為了在此基礎上,繼續提高大型空分裝置的機械設計水準,實現大型空分裝置生產的集中化、規模擴大化,還應當繼續加強科技創新能力。

(1)液體膨脹機取代傳統的高壓節流閥。液體膨脹機能夠達到節能的目的,當液體在膨脹的過程中其焓值會降低,這樣就更容易下塔的精餾,能夠提高空分裝置氧氣的提取率。

(2)單套空分裝置向大規模方向發展。我國現在用的空分裝置主要是5-6萬級,解決8萬級空分裝置存在的一些技術上的難題是現階段的難題。我國的最終目的是實現生產10萬等級空分裝置,需要不斷摸索著總結技術難點並且積極尋找解決方案。

(3)提高關鍵部機的效率。這裡的關鍵部機主要是指冷凝蒸發器與篩板下塔,我國目前的篩板下塔阻力在16-20KPa,要是可以採用規整填料塔,那麼阻力就會減少到到4-5KPa。阻力減少帶來的直接經濟效益就是我國每年至少可以節約30-40萬元的電費,要想更加節約資金,就需要把規整填料進一步精餾以減少填料下塔的高度,基於此,我國目前正在積極地研究新的精餾方案。

三、化工儀表自動化裝置的要點與改革

(1)控制系統優化。目前我國化工企業大部分裝置裝置還是採用傳統的常規控制系統,其中大部分還是採用PID控制系統,基於此,導致自動化裝置的潛力並沒有全面的被髮揮出來,所以開發及優化控制系統是自動化裝置的發展必然趨勢。

(2)過程控制。分散控制系統、程式設計控制器、自動化系統隨著計算機技術與網路技術的不斷成熟,本著開放化、標準化的原則,採取國內外市場通用硬軟體的方法,將向著開放的分散式監控控制系統發展。

綜上所述,在對我國現階段化工行業大型空分裝置生產製造能力水平的統計分析之下,我國化工裝置製造企業需要注意生產規模上的擴大化趨勢、機械設計的方案優化、豐富製造工藝的種類等現實發展要求,不斷根據經濟市場發展需求和客戶應用需求,調整優化大型空分裝置的機械設計方案,增加大型空分裝置的科學技術含量。

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