專利名稱：一種制氧機節(jié)能起動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制氧機起動方式領域，尤其涉及一種制氧機節(jié)能起動方法。
背景技術：
空氣是混合氣體，制氧機的工作目的就是在低溫環(huán)境下將原料空氣通過 物理低溫精餾法分離成純度比較高的氧氣、氮氣、氬氣等產品氣。
制氧機主要由以下幾個系統(tǒng)組成空氣壓縮機系統(tǒng)(為制氧機正常運行 提供原料壓縮空氣，在吹掃加溫階段提供原料空氣)；空氣預冷系統(tǒng)(降低空 壓機出口空氣溫度)；分子篩系統(tǒng)(除去空氣中的水分和二氧化碳雜質)；膨 脹機系統(tǒng)(膨脹空氣產生冷量，使空分設備在起動過程產生冷量和在正常運 行階段補充冷量)；空分系統(tǒng)(使空氣在低溫環(huán)境下精餾，分離成氧、氮、氬)。
制氧機空分系統(tǒng)的正常工作環(huán)境是低溫環(huán)境，檢修之后的制氧機要進入 正常生產狀態(tài)，首先要建立低溫環(huán)境。要建立低溫環(huán)境，常規(guī)做法就要先起 動原料空氣壓縮機，為膨脹機提供壓力比較高的原料空氣，膨脹機通過使壓 力空氣膨脹產生冷量，使空分系統(tǒng)進入低溫工作環(huán)境。
空壓機是制氧機能耗的最主要機組，比如23500制氧機的空氣透平壓縮 機功率是12000KW/h，每小時耗電12000度，這個起動過程是純粹能耗的過 程，沒有產品輸出，不產生任何效益，因此，這個過程時間越長，能耗越多， 反之能耗少，還可盡早產生產品。
正常的制氧機起動模式是先起動空壓機，空壓機正常后向空氣冷卻塔 送氣，空氣冷卻塔正常后向分子篩送氣，分子篩正常后向空分塔內送氣，之 后吹掃空分塔，吹掃正常后起動膨脹機，膨脹機起動后產生冷量，膨脹機產 生的冷量逐步冷卻空分塔內的容器和管道，在溫度低到空氣凝點之后，出現液空，液空在上塔和下塔Cl積累到一定液位，空分上塔C2和下塔Cl塔板逐 步開始精餾工作。
制氧機起動的第一步是吹掃過程，目的是吹掃掉塔內容器的含水和可能 存在的其它雜質，常規(guī)吹掃氣源來自空氣壓縮機產生的壓縮空氣，這樣就需 要起動空壓機才能開始吹掃過程，產生空壓機的電耗成本，而且必須在空壓
機具備開車條件的情況下進行，這個過程大約需要36小時，也即在不生產氧 氣的吹掃過程，空壓機要產生36小時的電耗。
吹掃過程之后是預冷過程，是使空氣分離系統(tǒng)逐歩建立起空氣分離所需 要的低溫環(huán)境。常規(guī)起動方式是用空壓機產生的壓縮空氣膨脹，空氣膨脹后 溫度降低，產生冷量，降低溫度后的空氣逐步將塔內容器冷卻到空氣液化溫 度約-172°C。這樣就需要起動空壓機才能開始預冷過程，產生空壓機的電耗 成本，而且必須在空壓機具備開車條件的情況下進行，這個過程大約需要14 小時，也即在不生產氧氣的預冷過程，空壓機要產生14小時的電耗。
塔內容器冷卻到空氣液化溫度約-172'C之后是積累液體階段，這個階段 也需要在空壓機運行提供空氣的情況下進行，產生空壓機的電耗成本，這個 過程大約需要18小時，也即在不生產氧氣的預冷過程，空壓機要產生18小 時的電耗。
整個制氧機起動過程中吹掃空分塔和膨脹機液空積累時間最長，其中吹 掃合格大約需要時間36小時，膨脹機液空積累時間大約需要32個小時。
傳統(tǒng)啟動方法，時間長，工效低，成本高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種在不用起動空壓機情況下，完成常規(guī)需要起動 空壓機才能完成的吹掃塔內容器和管道、冷卻塔內容器和管道、積累塔內液 體三個主要階段的制氧機節(jié)能起動方法。本發(fā)明所采用的技術方案如下
一種制氧機節(jié)能起動方法，其中包括以下步驟a空分系統(tǒng)吹掃；b空分 系統(tǒng)液空積累；C開啟制氧機。
所述的步驟a中，采用管網低壓氮氣加溫吹掃空分系統(tǒng)；所述的步驟b 中，采用管網低壓氮氣膨脹制冷空分系統(tǒng)；所述的步驟C中，開啟制氧機的空 氣壓縮系統(tǒng)、空氣預冷系統(tǒng)和分子篩系統(tǒng)。
在步驟b中，待空分塔主冷達到空氣液化溫度后，將停車前主冷排放的 液氧反充到主冷，使主冷液位達到調整純度階段所需要的液位。
在步驟b中，將膨脹后進入空分系統(tǒng)的氮氣重新抽出來加壓循環(huán)使用。 本發(fā)明的有益效果是-
1、 本發(fā)明是在空壓機不起動的情況下，利用管網氮氣吹掃空分系統(tǒng)，節(jié) 約起動空壓機后吹掃空分系統(tǒng)的時間和能耗。利用膨脹機的氮膨脹功能，以
管網低)」i氮氣為膨脹介質，提前將空分系統(tǒng)冷卻到低溫工作環(huán)境，并利用液 體貯槽或槽車內的液氧返充到上塔C2，大幅度縮短空分起動時間。節(jié)約電耗， 使設備盡快投產?？梢圆挥闷饎涌諌簷C，利用管網氮氣資源和膨脹機的氮膨 脹功能完成空分吹掃、預冷、利用貯槽和槽車內液氧返充基本完成精餾系統(tǒng) 積液三個階段，大大節(jié)約了空壓機運行的電耗成本，本專利在23500制氧機 每實施一次可以節(jié)約起動時間(以起動空壓機時間計算)約68小時，節(jié)約空壓 機電耗81. 6萬KW/h。
2、 本發(fā)明起動空壓機用空氣吹掃約需要36小時，這樣就可以節(jié)約起動 空壓機后的吹掃時間和空壓機運行成本。在不起動空壓機的情況下提前進行 此過程相當于縮短了整個制氧機的起動時間。在急需氧氣的情況下，對于盡 快供氧具有重要意義。
3、 本發(fā)明所述的空壓機檢修時間是制氧機系統(tǒng)檢修用時最長的部機，在氧氣供應緊張的情況下，在空壓機系統(tǒng)、空氣預冷系統(tǒng)、分子篩系統(tǒng)檢修沒
有結束，而制氧機其它系統(tǒng)具備開車條件的情況下，對節(jié)約檢修時間和盡快 供氧尤其具有重要意義。


圖1為本發(fā)明的氮氣吹掃加溫流程示意圖。 圖2為本發(fā)明的氮氣作為膨脹介質預冷流程示意圖。
具體實施方式
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下面結合附圖與實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。 實施例一
由圖l可以看出，先利用管網低壓氮氣加溫吹掃空分系統(tǒng)，相當于縮短
制氧機起動時間約36小時。
低壓氮管網壓力約0.73MPa ， 2#23500制氧機開始使用低壓氮氣加溫空分系統(tǒng)。
低壓管網氮氣由上塔C2污氮氣進分子篩流路充入上塔C2，具體流路是管 網低壓氮氣一低壓氮進污氮系統(tǒng)截止閥V18和減壓閥V19—V16(污氮去分子篩純 化系統(tǒng))一上塔C2和氬系統(tǒng)一VI (下塔Cl液空進上塔C2調節(jié)閥)、V2 (下塔Cl 液氮進上塔C2調節(jié)閥)一下塔Cl，
出粗氬II塔的AIAS704微量水含量為70ppm，露點-45°C，說明氬系統(tǒng)的加 溫基本滿足開車條件。
本吹掃過程用時約18小時。
由圖2可以看出，膨脹機利用管網低壓氮氣膨脹制冷，膨脹后的低溫氮 氣對空分系統(tǒng)進行預冷。相當于縮短制氧機起動時間約14小時。
起動2#膨脹機，就地打開膨脹機進出口閥V6、 V5，增壓機出口閥VIO，最 后緩慢打開Vll閥(用戶管網氮氣進2#膨脹機閥)。增壓機后壓力以空氣為介質時的參數為準，0.81MPa報警，0.83MPa聯鎖。膨脹量可以通過噴嘴進行調節(jié)， 如果開大噴嘴沒有效果則可以用Vll閥來調節(jié)。
起動l別彭脹機，膨脹介質仍為氮氣，走空氣膨脹通道，V12閥(用戶管網氮 氣進2tt膨脹機閥)開度3.5圈。
由于氮氣管網壓力波動，膨脹量也應隨之調整，管網壓力升高時，適當開 大噴嘴提高膨脹量，反之則減，保持管網壓力不低于0.6MPa。
膨脹氮氣送入上塔C2后，逐漸全關加溫氮氣截止閥，并通過各放空閥保持 上塔C2壓力約30KPa，上塔C2吹除閥保持一較小的開度。氬系統(tǒng)各手動吹除閥 全開。
將東貯槽的液空蒸氣返回主塔，使主冷能進一步的冷卻。當空氣進下塔Cl 的溫度已經達到一16(TC，空分系統(tǒng)冷卻階段結束。 本階段需要時間約14小時。
將上塔C2返流的氣體盡可能多的從常壓氮氣管道抽出，然后啟動本套的一 臺15000m3/h低壓氮壓機回收放空的氮氣并補充到低壓氮氣管網中，作為氮膨 脹的氣源循環(huán)使用，增加氮膨脹氣量、縮短冷卻時間。
空分系統(tǒng)的主冷達到空氣液化溫度后，將停車前主冷排放的液氧返充到 主冷，使主冷液位基本達到調整純度階段所需要的液位。相當于縮短制氧機 起動時間約18小時。
冷卻階段完成后開始返充液空。液體進入主冷后會有一定的蒸發(fā)量，而此 時主板式已經沒有正流氣體，所以主冷蒸發(fā)出的低溫蒸氣只能通過氬系統(tǒng)放空， 可以根據上塔C2壓力打開粗氬塔放空閥V712放空。
停止返充液體，共返充液空28m3、液氧21m3，主冷液氧液位滿表，上塔C2 阻力為2KPa。
操作時，1、 本發(fā)明在不起動空壓機系統(tǒng)的情況下，利用管網低壓氮氣加溫吹掃空 分系統(tǒng)，在氮氣管網壓力比較高的情況下用時約18小時。
(1) 開始送氣前應確認關閉上塔C2與其它各系統(tǒng)連接的閥門空氣進入分子
篩吹掃閥V17、分子篩冷吹進口閥V13、電加熱器污氮進口閥V14、污氮放空旁 路閥V15、污氮氣去水冷塔閥V107;保證氮氣進入上塔C2。
(2) 確認上塔C2各放空閥保持一定開度防止超壓。
(3) 全開氬系統(tǒng)所有吹除閥。
(4) 上塔C2和下塔Cl吹除閥在一定開度下吹除30分鐘，逐漸關小保留很小 的開度。
(5) 調整各放空閥的開度，保持上塔C2壓力30KPa。
(6) 根據流程圖，塔內每一根管線都要能加溫到，重點是氬系統(tǒng)。
(7) 出粗氬II塔的AIAS704微量水含量為70卯m，對應露點-45'C時，說明氬
系統(tǒng)的加溫合格，滿足開車條件。
(8) 本吹掃過程用時約18小時。
2、 在空壓機起動之前，膨脹機利用管網低壓氮氣膨脹制冷，膨脹后的低 溫氮氣對空分系統(tǒng)進行預冷。在預冷后期將貯槽內的液空蒸發(fā)氣體返到空分 塔內預冷。這個過程大約需要時間約14小時。
而起動空壓機用空氣膨脹開車也需要14小時，這樣就可以節(jié)約起動空壓 機后14小時的預冷時間和空壓機運行成本。在不起動空壓機的情況下提前進 行此過程相當于縮短了整個制氧機的起動時間。
冷卻階段以低壓管網氮氣為膨脹介質，兩臺膨脹機出口都走空氣膨脹時的 流路，膨脹以后進上塔C2。同時通過空氣進Btf膨脹機增壓機(B402)端進口閥V9 (或空氣進Atf膨脹機增壓機(B401)端進口閥V7)使部分氮氣通過空氣總管、主 換熱器進入下塔C1。具體流路如圖2。a)先起動一臺膨脹機(ET402)，就地打開膨脹機進出口閥V6、 V5，增壓機 (B402)出口閥VIO，最后緩慢打開Vll閥(用戶管網氮氣進2tt膨脹機閥)。膨脹 量可以通過噴嘴進行調節(jié)。
(2) 起動另一臺膨脹機(ET401)，膨脹介質仍為氮氣，走空氣膨脹通道，V12 閥(用戶管網氮氣進2別彭脹機閥)開度3. 5圈。
(3) 氮氣管網壓力波動，膨脹量也應隨之調整，管網壓力升高時，適當開大 噴嘴提高膨脹量，反之則減，保持管網壓力不低于0.6MPa。
(4) 膨脹氮氣送入上塔C2后，通過各放空閥保持上塔C2壓力約30KPa，上塔 C2吹除閥保持一較小的開度。
(5) 氬系統(tǒng)各手動吹除閥全開。
(6) 打開2弁增壓機的空氣進口閥V9，將氮氣通過該閥將引入空氣總管道， 使得主板式換熱器空氣通道有正流氣體，可以回收主塔返流氮氣的冷量，同時 可以使得下塔C1的冷卻按照自下而上的正常流路。而且也可以發(fā)揮節(jié)流閥的制 冷作用。
(7) 返流低溫氣體一是進低壓氮壓機的氮氣，另外是污氮放空閥控制的返流 污氮氣，這樣可以與板式換熱器中進膨脹機的氮氣換熱，降低進膨脹機氮氣的 進口溫度。
(8) 空氣進下塔C1的氮氣溫度到一16(TC時，空分系統(tǒng)冷卻階段結束。
(9) 本階段約需要時間14小時。
3、在氮膨脹階段，利用流程閥門控制，將膨脹后進入空分系統(tǒng)的氮氣重 新抽出來加壓，使氮氣循環(huán)使用，減少氮氣資源放散，緩解氮氣管網因氮膨 脹造成的氮氣供應緊張局面。
啟動本套的一臺15000m3/h低壓氮壓機將上塔C2返流的氮氣盡可能多的從 常壓氮氣管道抽出，壓送到低壓氮氣管網中，作為氮膨脹的氣源循環(huán)使用，增加用于膨脹的氮氣量、縮短冷卻時間。
4、空分系統(tǒng)的主冷達到空氣液化溫度后，將停車前主冷排放的液氧返充 到主冷，使主冷液位基本達到調整純度階段所需要的液位，這一時間約5小 時。
制氧機正常起動時此過程約需要18小時。這樣就可以節(jié)約起動空壓機后 18小時的積液時間和空壓機運行成本。在不起動空壓機的情況下提前進行此 過程相當于縮短了整個制氧機的起動時間。
冷卻階段完成后開始返充停車階段貯存的液空或者是液氧。液體進入主冷 后會有一定的蒸發(fā)量，而此時主板式已經沒有正流氣體，所以主冷蒸發(fā)出的低 溫蒸氣只能通過氬系統(tǒng)放空，可以根據上塔C2壓力打開粗氬放空調節(jié)閥放空。 木階段時間約需5小時。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，本領域 普通技術人員對本發(fā)明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離 本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在木發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1、一種制氧機節(jié)能起動方法，其特征在于包括以下步驟a空分系統(tǒng)吹掃；b空分系統(tǒng)液空積累；c開啟制氧機。
2、 根據權利要求l所述的一種制氧機節(jié)能起動方法，其特征在于所述 的步驟a中，采用管網低壓氮氣加溫吹掃空分系統(tǒng)；所述的步驟b中，采用 管網低壓氮氣膨脹制冷空分系統(tǒng)；所述的步驟c中，開啟制氧機的空氣壓縮系 統(tǒng)、空氣預冷系統(tǒng)和分子篩系統(tǒng)。
3、 根據權利要求l所述的一種制氧機節(jié)能起動方法，其特征在于在步 驟b中，待空分塔主冷達到空氣液化溫度后，將停車前主冷排放的液氧反充 到主冷，使主冷液位達到調整純度階段所需要的液位。
4、 根據權利要求2或3所述的一種制氧機節(jié)能起動方法，其特征在于在b步驟中，將膨脹后進入空分系統(tǒng)的氮氣重新抽出來加壓循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制氧機節(jié)能起動方法，其中包括以下步驟a空分系統(tǒng)吹掃；b空分系統(tǒng)液空積累；c開啟制氧機；所述的a空分系統(tǒng)吹掃，采用管網低壓氮氣加溫吹掃空分系統(tǒng)；所述的b空分系統(tǒng)液空積累，采用管網低壓氮氣膨脹制冷空分系統(tǒng)；所述的c開啟制氧機，包括開啟制氧機的空氣壓縮系統(tǒng)、空氣預冷系統(tǒng)和分子篩系統(tǒng)；在b步驟中，待空分塔主冷達到空氣液化溫度后，將停車前主冷排放的液氧反充到主冷，使主冷液位達到調整純度階段所需要的液位；在b步驟中，將膨脹后進入空分系統(tǒng)的氮氣重新抽出來加壓循環(huán)使用；空壓機不起動，利用管網氮氣吹掃空分系統(tǒng)，節(jié)約吹掃空分系統(tǒng)的時間和能耗，大幅度縮短空分起動時間，節(jié)約電耗，縮短了投產時間。
文檔編號C01B13/02GK101428764SQ200810231409
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權日2008年12月17日
發(fā)明者付曉敏, 侯志勇, 馮明義, 晨 張, 張永康, 王林平, 高曉寧 申請人:安陽鋼鐵股份有限公司