KDON-32000/19000 공기 분리 장치는 20만 톤/년 규모의 에틸렌 글리콜 프로젝트를 위한 주요 공공 엔지니어링 지원 장치입니다. 이 장치는 주로 가압 가스화 장치, 에틸렌 글리콜 합성 장치, 황 회수 장치, 하수 처리 장치에 원료 수소를 공급하고, 에틸렌 글리콜 프로젝트의 여러 장치에 시동 퍼지 및 밀봉을 위한 고압 및 저압 질소를 공급하며, 장치 공기 및 계측 공기도 공급합니다.
중국 NUZHUO 질소 극저온 플랜트 공기 분리 장치 N2 발생 시스템 극저온 산소 플랜트 액체 공장 및 공급업체 | Nuzhuo
A.기술 프로세스
KDON32000/19000 공기 분리 장비는 Newdraft에서 설계 및 제작되었으며, 완전 저압 분자 흡착 정제, 공기 부스터 터빈 팽창 메커니즘 냉각, 제품 산소 내부 압축, 저압 질소 외부 압축, 그리고 공기 부스터 순환의 공정 흐름 방식을 채택합니다. 하부 탑은 고효율 체판 탑을, 상부 탑은 구조화된 패킹 및 완전 증류 수소 없는 아르곤 생산 공정을 채택합니다.
유입구에서 유입된 원공기는 자체 세척 공기 필터에 의해 먼지와 기타 기계적 불순물이 제거됩니다. 필터를 통과한 공기는 원심 압축기로 들어가 압축기에 의해 압축된 후 공기 냉각탑으로 유입됩니다. 냉각 과정에서 물에 쉽게 용해되는 불순물도 세척합니다. 냉각탑을 통과한 공기는 분자체 정제기로 들어가 스위칭됩니다. 이때 공기 중 이산화탄소, 아세틸렌, 수분이 흡착됩니다. 분자체 정제기는 두 가지 스위칭 모드로 작동하며, 하나는 작동 중이고 다른 하나는 재생 중입니다. 정제기의 작동 주기는 약 8시간이며, 각 정제기는 4시간마다 한 번씩 스위칭됩니다. 자동 스위칭은 편집 가능한 프로그램에 의해 제어됩니다.
분자체 흡착기 이후의 공기는 세 개의 흐름으로 나뉩니다. 한 흐름은 분자체 흡착기에서 직접 추출되어 공기 분리 장비의 계기용 공기로 사용되고, 다른 흐름은 저압 플레이트-핀 열교환기로 들어가 환류 오염 암모니아와 암모니아에 의해 냉각된 후 하부 타워로 들어갑니다. 한 흐름은 공기 부스터로 가서 부스터의 1단계 압축 후 두 개의 흐름으로 나뉩니다. 한 흐름은 직접 추출되어 감압 후 시스템 계기용 공기 및 장치용 공기로 사용되고, 다른 흐름은 부스터에서 계속 가압되어 2단계에서 압축된 후 두 개의 흐름으로 나뉩니다. 한 흐름은 추출되어 실온으로 냉각된 후 터빈 팽창기의 부스팅 단으로 가서 추가 가압을 거친 후 고압 열교환기를 거쳐 추출되어 팽창 및 작동을 위해 팽창기로 들어갑니다. 팽창된 습공기는 기액 분리기로 들어가고 분리된 공기는 하부 타워로 들어갑니다. 가스-액체 분리기에서 추출된 액체 공기는 액체 공기 환류 액체로 하부 탑으로 들어가고, 다른 흐름은 최종 단계 압축까지 부스터에서 계속 가압된 다음 냉각기에 의해 실온으로 냉각되고 액체 산소와 열교환하고 오염된 질소를 환류하기 위해 고압 플레이트-핀 열교환기로 들어갑니다. 고압 공기의 이 부분은 액화됩니다. 액체 공기가 열교환기 바닥에서 추출된 후 조절 후 하부 탑으로 들어갑니다. 공기가 하부 탑에서 처음 증류된 후 희박 액체 공기, 산소가 풍부한 액체 공기, 순수 액체 질소 및 고순도 암모니아가 얻어집니다. 희박 액체 공기, 산소가 풍부한 액체 공기 및 순수 액체 질소는 냉각기에서 과냉각되고 추가 증류를 위해 상부 탑으로 조절됩니다. 상부 탑의 하부에서 얻은 액체 산소는 액체 산소 펌프에 의해 압축된 후 재가열을 위해 고압 플레이트-핀 열교환기로 들어간 다음 산소 파이프라인 네트워크로 들어갑니다.하부 탑의 상부에서 얻은 액체 질소는 추출되어 액체 암모니아 저장 탱크로 들어갑니다.하부 탑의 상부에서 얻은 고순도 암모니아는 저압 열교환기에 의해 재가열되어 암모니아 파이프라인 네트워크로 들어갑니다.상부 탑의 상부에서 얻은 저압 질소는 저압 플레이트-핀 열교환기에 의해 재가열된 후 콜드 박스에서 나온 다음 질소 압축기에 의해 0.45MPa로 압축되어 암모니아 파이프라인 네트워크로 들어갑니다.일정량의 아르곤 분획은 상부 탑의 중간에서 추출되어 조 크세논 탑으로 보내집니다.크세논 분획은 조 아르곤 탑에서 증류되어 조 액체 아르곤을 얻고, 이는 정제된 아르곤 탑의 중간으로 보내집니다. 정제된 아르곤 탑에서 증류 후 탑 바닥에서 정제된 액상 제논을 얻습니다. 오염된 암모니아 가스는 상부 탑의 상부에서 흡입되어 냉각기, 저압 플레이트-핀 열교환기 및 고압 플레이트-핀 열교환기를 거쳐 재가열되어 콜드 박스를 나온 후 두 부분으로 나뉩니다. 한 부분은 분자체 정제 시스템의 증기 가열기로 들어가 분자체 재생 가스가 되고, 나머지 오염된 질소 가스는 수냉각탑으로 이동합니다. 액체 산소 백업 시스템을 가동해야 할 때, 액체 산소 저장 탱크의 액체 산소는 조절 밸브를 통해 액체 산소 기화기로 전환된 후 저압 산소를 얻은 후 산소 파이프라인 네트워크로 들어갑니다. 액체질소 백업 시스템을 가동해야 할 때, 액체질소 저장 탱크 내의 액체 암모니아는 조절 밸브를 통해 액체산소 증발기로 전환되고, 이후 암모니아 압축기에 의해 압축되어 고압 질소와 저압 암모니아를 얻은 후 질소 파이프라인 네트워크로 들어갑니다.
B. 제어 시스템
공기 분리 장비의 규모 및 공정 특성에 따라 DCS 분산 제어 시스템을 채택하고, 국제적으로 선진화된 DCS 시스템, 제어 밸브 온라인 분석기, 기타 계측 및 제어 구성 요소를 결합합니다. DCS는 공기 분리 장치의 공정 제어를 완료할 수 있을 뿐만 아니라, 사고 발생 시 모든 제어 밸브를 안전한 위치로 복귀시키고, 해당 펌프를 안전 인터록 상태로 전환하여 공기 분리 장치의 안전을 보장합니다. 대형 터빈 압축기 장치는 ITCC 제어 시스템(터빈 압축기 장치 통합 제어 시스템)을 사용하여 장치의 과속 트립 제어, 비상 차단 제어 및 서지 방지 제어 기능을 완료하고, 하드 배선 및 통신 형태로 DCS 제어 시스템에 신호를 전송할 수 있습니다.
C. 공기 분리 장치의 주요 모니터링 지점
저압 열교환기를 빠져나가는 제품 산소 및 질소 가스의 순도 분석, 하부 탑 액체 공기의 순도 분석, 하부 탑 순수 액체 질소 분석, 상부 탑을 빠져나가는 가스의 순도 분석, 과냉각기로 들어가는 가스의 순도 분석, 상부 탑의 액체 산소의 순도 분석, 원유 응축기 환류 액체 공기 일정 흐름 밸브 후의 온도, 증류탑 가스-액체 분리기의 압력 및 액체 레벨 표시, 고압 열교환기를 빠져나가는 더러운 질소 가스의 온도 표시, 저압 열교환기로 들어가는 공기의 순도 분석, 고압 열교환기를 빠져나가는 공기 온도, 열교환기를 빠져나가는 더러운 암모니아 가스의 온도 및 온도차, 상부 탑 제논 분획 추출 포트의 가스 분석: 이 모든 것은 시동 및 정상 작동 중에 데이터를 수집하기 위한 것으로, 공기 분리 장치의 작동 조건을 조정하고 공기 분리 장비의 정상 작동을 보장하는 데 유익합니다. 주 냉각 시스템의 아산화질소 및 아세틸렌 함량 분석, 그리고 부스트 공기의 수분 함량 분석: 수분을 함유한 공기가 증류 시스템으로 유입되어 열교환기 유로의 응고 및 막힘을 유발하고, 열교환기 면적과 효율에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 주 냉각 시스템에 일정 수치를 초과하는 아세틸렌이 축적되면 폭발할 수 있습니다. 액체 산소 펌프 샤프트 씰 가스 유량, 압력 분석, 액체 산소 펌프 베어링 히터 온도, 라비린스 씰 가스 온도, 팽창 후 액체 공기 온도, 팽창기 씰 가스 압력, 유량, 차압 표시, 윤활유 압력, 오일 탱크 레벨 및 오일 쿨러 후면 온도, 터빈 팽창기 팽창단, 부스터단 오일 유입 유량, 베어링 온도, 진동 표시는 터빈 팽창기와 액체 산소 펌프의 안전하고 정상적인 작동을 보장하고, 궁극적으로 공기 분별의 정상적인 작동을 보장합니다.
분자체 가열 메인 압력, 유량 분석, 분자체 공기(오염된 질소) 유입 및 유출 온도, 압력 표시, 분자체 재생 가스 온도 및 유량, 정화 시스템 저항 표시, 분자체 유출 압력차 표시, 증기 유입 온도, 압력 표시 경보, 재생 가스 유출 히터 H2O 분석 경보, 응축수 유출 온도 경보, 공기 유출 분자체 CO2 분석, 공기 유입 하부 타워 및 부스터 유량 표시: 분자체 흡착 시스템의 정상적인 스위칭 작동을 보장하고 콜드박스로 유입되는 공기의 CO2 및 H2O 함량을 낮은 수준으로 유지합니다. 계기 공기 압력 표시: 공기 분리용 계기 공기와 파이프라인 네트워크에 공급되는 계기 공기가 0.6MPa(G)에 도달하여 정상적인 생산 운영을 보장합니다.
D. 공기 분리 장치의 특성
1. 공정 특성
에틸렌 글리콜 프로젝트의 높은 산소 압력으로 인해, KDON32000/19000 공기 분리 장비는 공기 부스팅 사이클, 액체 산소 내부 압축, 암모니아 외부 압축 공정을 채택합니다. 즉, 공기 부스터 + 액체 산소 펌프 + 부스터 터빈 팽창기를 열교환 시스템의 합리적인 구성과 결합하여 외부 압력 공정 산소 압축기를 대체합니다. 외부 압축 공정에서 산소 압축기 사용으로 인한 안전 위험을 줄입니다. 동시에, 주 냉각 시스템에서 추출되는 다량의 액체 산소는 주 냉각 액체 산소 내 탄화수소 축적 가능성을 최소화하여 공기 분리 장비의 안전한 작동을 보장합니다. 내부 압축 공정은 투자 비용이 낮고 구성이 더욱 합리적입니다.
2. 공기 분리 장비의 특성
자체 세척 공기 필터에는 자동 제어 시스템이 장착되어 있어 자동으로 백플러시 시간을 조절하고 저항 크기에 따라 프로그램을 조정할 수 있습니다. 예냉 시스템은 고효율 저저항 랜덤 패킹 타워를 채택하고, 액체 분배기는 새롭고 효율적이며 진보된 분배기를 사용하여 물과 공기의 완벽한 접촉을 보장할 뿐만 아니라 열교환 성능도 보장합니다. 상단에는 와이어 메시 데미스터가 설치되어 공기 냉각 타워에서 나오는 공기에 물이 포함되지 않도록 합니다. 분자체 흡착 시스템은 장주기 이중층 정화 방식을 채택했습니다. 스위칭 시스템은 무충격 스위칭 제어 기술을 채택했으며, 특수 증기 히터를 사용하여 재생 단계에서 가열 증기가 오염된 질소 쪽으로 누출되는 것을 방지합니다.
증류탑 시스템의 전체 공정은 국제적으로 선진화된 ASPEN 및 HYSYS 소프트웨어 시뮬레이션 계산을 채택합니다. 하부 탑에는 고효율 체판 탑이, 상부 탑에는 일반 충전탑이 적용되어 장치의 추출 속도를 보장하고 에너지 소비를 줄입니다.
마. 에어컨 차량의 하역 및 적재 과정에 대한 논의
1. 공기 분리를 시작하기 전에 충족해야 하는 조건:
작업을 시작하기 전에 작업 시작 프로세스와 비상 사고 처리 등을 포함한 작업 시작 계획을 체계적으로 정리하고 작성해야 합니다. 작업 시작 과정 동안의 모든 작업은 현장에서 수행해야 합니다.
윤활유 시스템의 세척, 플러싱 및 시운전이 완료되었습니다. 윤활유 펌프를 시동하기 전에 오일 누출을 방지하기 위해 밀봉 가스를 추가해야 합니다. 먼저 윤활유 탱크의 자체 순환 여과를 수행해야 합니다. 일정 수준의 청정도에 도달하면 플러싱 및 필터링을 위해 오일 파이프라인을 연결하지만, 압축기와 터빈에 들어가기 전에 여과지를 추가하고 장비에 들어가는 오일의 청정도를 보장하기 위해 지속적으로 교체합니다. 공기 분리의 순환수 시스템, 물 세척 시스템 및 배수 시스템의 플러싱 및 시운전이 완료되었습니다. 설치 전에 공기 분리의 산소가 풍부한 파이프라인을 탈지, 산세 및 부동태화한 다음 밀봉 가스로 채워야 합니다. 공기 분리 장비의 파이프라인, 기계, 전기 및 계측기(분석 기기 및 계측 기기 제외)는 설치 및 교정되어 적격성을 갖습니다.
모든 기계식 물 펌프, 액체 산소 펌프, 공기 압축기, 부스터, 터빈 팽창기 등은 시동을 위한 조건을 갖추고 있으며, 일부는 먼저 단일 기계에서 테스트해야 합니다.
분자체 스위칭 시스템은 시동 조건을 충족했으며, 분자 스위칭 프로그램의 정상 작동이 확인되었습니다. 고압 증기 파이프라인의 가열 및 정화가 완료되었습니다. 대기 계기 공기 시스템을 가동하여 계기 공기 압력을 0.6MPa(G) 이상으로 유지했습니다.
2. 공기 분리 장치 파이프라인 퍼지
증기 터빈, 공기 압축기, 냉각수 펌프의 윤활유 시스템과 밀봉 가스 시스템을 가동하십시오. 공기 압축기를 가동하기 전에 공기 압축기의 배기 밸브를 열고 공기 냉각탑의 공기 흡입구를 블라인드 플레이트로 밀봉하십시오. 공기 압축기 배출 파이프를 퍼지하고 배기 압력이 정격 배기 압력에 도달하여 파이프라인 퍼지 목표가 충족되면 공기 냉각탑 입구 파이프를 연결하고 공기 예냉 시스템을 가동합니다(퍼지 전에 공기 냉각탑 패킹에 공기를 채우지 마십시오. 공기 유입 분자체 흡착기 입구 플랜지를 분리해야 합니다). 목표가 충족될 때까지 기다린 후 분자체 정제 시스템을 가동합니다(퍼지 전에 분자체 흡착제에 공기를 채우지 마십시오. 공기 유입 콜드 박스 입구 플랜지를 분리해야 합니다). 목표가 충족될 때까지 공기 압축기를 정지하고 공기 냉각탑 패킹과 분자체 흡착제에 공기를 채웁니다. 충전 후 필터, 증기 터빈, 공기 압축기, 공기 예냉 시스템, 분자체 흡착 시스템을 재가동합니다. 재생, 냉각, 압력 증가, 흡착, 압력 감소 후 최소 2주 동안 정상 작동해야 합니다. 일정 시간 가열 후 분자체 흡착기 뒤 시스템의 공기 파이프와 분별탑 내부 파이프를 불어낼 수 있습니다. 여기에는 고압 열교환기, 저압 열교환기, 공기 부스터, 터빈 팽창기, 그리고 공기 분리 타워 장비가 포함됩니다. 분자체 정제 시스템으로 유입되는 공기 흐름을 제어하여 과도한 분자체 저항으로 인해 베드층이 손상되는 것을 방지해야 합니다. 분별탑을 송풍하기 전에, 분별탑 콜드박스로 유입되는 모든 공기 배관에는 먼지, 용접 슬래그 및 기타 불순물이 열교환기로 유입되어 열교환 효과에 영향을 미치는 것을 방지하기 위한 임시 필터를 장착해야 합니다. 터빈 팽창기와 액체 산소 펌프를 송풍하기 전에 윤활유 및 밀봉 가스 시스템을 가동해야 합니다. 터빈 팽창기 노즐을 포함한 공기 분리 장비의 모든 가스 밀봉 지점은 반드시 닫아야 합니다.
3. 공기 분리 장치의 베어 냉각 및 최종 시운전
냉각 박스 외부의 모든 파이프라인은 날려버리고, 냉각 박스 내부의 모든 파이프라인과 장비는 가열 및 날려버려 냉각 조건을 충족시키고 베어 냉각 테스트를 준비합니다.
증류탑의 냉각이 시작되면 공기 압축기에서 배출되는 공기가 증류탑에 완전히 유입되지 않습니다. 과잉 압축 공기는 벤트 밸브를 통해 대기로 배출되어 공기 압축기 배출 압력이 변하지 않습니다. 증류탑 각 부분의 온도가 점차 낮아짐에 따라 흡입되는 공기량이 점차 증가합니다. 이때 증류탑 내 환류 가스의 일부가 수냉각탑으로 보내집니다. 냉각 과정은 각 부분의 온도를 균일하게 유지하기 위해 평균 냉각 속도 1~2℃/h로 느리고 고르게 진행되어야 합니다. 냉각 과정 동안 가스 팽창기의 냉각 용량은 최대로 유지되어야 합니다. 주 열교환기 저온단의 공기가 액화 온도에 가까워지면 냉각 단계가 종료됩니다.
콜드 박스의 냉각 단계는 일정 시간 동안 유지되며, 각종 누출 및 기타 미완성 부품을 점검하고 수리합니다. 그런 다음 기계를 단계적으로 정지시키고, 콜드 박스에 진주모래를 적재하기 시작합니다. 적재 후 공기 분리 장치를 단계적으로 가동하여 냉각 단계로 다시 진입합니다. 공기 분리 장치가 가동되면 분자체의 재생 가스는 분자체에 의해 정화된 공기를 사용합니다. 공기 분리 장치가 가동되고 재생 가스가 충분해지면 오염된 암모니아 유로가 사용됩니다. 냉각 과정에서 콜드 박스의 온도는 점차 낮아집니다. 콜드 박스의 음압을 방지하기 위해 콜드 박스 암모니아 충전 시스템을 적시에 개방해야 합니다. 그런 다음 콜드 박스의 장비가 더욱 냉각되고, 공기가 액화되기 시작하며, 하부 탑에 액체가 나타나기 시작하고, 상부 및 하부 탑의 증류 과정이 확립되기 시작합니다. 그런 다음 밸브를 하나씩 천천히 조정하여 공기 분리가 정상적으로 작동하도록 합니다.
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게시 시간: 2025년 4월 24일