4 — 工艺系统 】。 《 4.0.1  】氧气、氮气、氩【气的区域性供应是一！种“专业《化生产？社会化供应”的【供气方式是》发达国家普遍采用】的气体供应方—式它具？有节约能源、安全、！占地面积少、设备】利用率高《、单位？投资成本低等优【点，我国区域性供应起步！于20？世纪90年代—目前仍在《不断发展过》程中：在选：择管道输送、钢瓶】输送或液体槽—车输送方式时应综合！比较分析以下各项】因素：设备投资与基建【费用：以建设费用最小为好！；气体生产成本【包括设备折》旧、人员工资、【单位能耗成本等；】。能耗包括气体—制造与输《送过程？中的能源消耗；【运输及其他费用综合！分析比较后应该选用！能量消耗较少生产】成本和？运输成本两者—之和中最小者为最优！供气方？式同时考《虑道路运输条件及管！道敷设可《能等因素我国自改革！开放：以，来尤其是近》十多年来随着经济发！展、交通运》输条件的大》。大改进和企业管理】理念的转《变现今我国“长三】角”：、，“珠三角《”、“？环渤：海”：地区和中部、西【部的一些中》心城市已经或正【在开始采《用区域性《。氧气、氮气集中供应！方式据调《查研究表明》区域性氧《气、氮气集中供应】通，常有下面几种—方式 》 ？   ？ (：1)：现场制气装置—(厂)供气它—。是由气体供应公司】在较大？型的用气《企业或邻近》处建设制氧站—(厂)以管道输送】向用户企业供气和】向所在地区以液【态气体或钢瓶气供】气这种方《。式在钢？铁、石化、电—子等企业已有—较多的采用社会经济！效益：。显著受到使》用企：业欢：。迎、赞？。誉 【    (2)管道！供，气集中供气中心可以！是现场制《气装置(厂)也可能！是区域或城市的集中！供气：厂将所生产的氧【气、氮气通过—管道：输送至用气企业这】种，方式：要受到输送距离增】加、投资增大的制】约，。并且用气量较小【的企业若输送距【离较大时其经济性较！差一般只适用大【、中型用气单位【。   】  (3《。)气：态钢瓶气或集装【格供气？在集中？供气中心将气态氧、！氮以15《MP：a压力充入钢瓶【或集装格钢瓶—内运至用《户降压使用由于气体！加压和？钢瓶重量较大使【生产、运输成本增高！只适：用于：一定运输距离的【小型用气《单位 【     (4【)液态产品输送在集！中，供气中心生产—的，液，态氧、？氮由槽车运至—用，户的液态储罐汽化后！供，用，。。气车间使用这种方】式适用于运输—距离为2《00k？m～：30：0km的《中、小型气体用户 ！ 》  ：  每种《供，气方式各有优—。势实际采用时应【根据每个用气单【位的所在地》。区的具体条》。件、用气品种—。。。和规：模、：能量消耗、经—济性等进行技术【经，济比较后选择经【济合理和能》量消耗？低的供气方式为此】作了本？条规定 】 4：.0.2  随【着科学技术的发展现！今低温法《的，空气分？离系统、设备已日】趋完美大《、中、小型低温法空！气分：离设备都实现了全低！压流程单《位氧气？制取的电耗大型空】气分离？设备已达《。到0.38》。kW·h《／m3～0.4【0kW·h／—m3小型《空，气分离设备为0.6！kW·h／m—3～0.7k—W·h／m3；氧】提取率达到99％】以上氩提取率—可，达8：0％～？9，0％目前国》际上在建的最大低温！法空气分离》设备的氧气》产量已达《4000t／d【或116000m】3／h我国低—温，法空气分离设备的】生产技？术水平与国外的【差距正？在逐渐缩小国产60！000m3／h【制氧：能力的空《气分离设备已投【入运行 】     常温变】。压吸附制取氧—、氮是？利用分子筛对氧、】氮的选择《吸附能力《和吸附容量随—压力变化而变化的特！性实现对空气—中氧：、，氮组分的分离—自，2，0世纪？70年？代美国联碳公司和】德国AG《公，司先：后开发研制成—功，变压吸附制》氧、氮设备》在提高分离效率降】低能：耗研制？新型分子筛完善【工，艺流程和研》制，长寿命？程控切？换阀等方《。面均取得很大进展我！国变压吸附制—氧、氮设备已经【。取得很大发展已可生！产，制氧能力达400】。00m3／h的制】氧装置研制成功【的真空变压吸—附制氧装置的—单，位氧气电能消—耗也可？达到不超《。过0.4kW—·h／m3由—于空：气分离方法不同、规！。模不同、制取产品】。气纯：度，不同、工艺流程不】同其能源消耗量【。也，是不同的建设投【资、：运行费用也会—。有差异？因此在进行氧气【。站工艺系《统，、，工艺设备选择时【。应认真进行综—合分析比较后优选】能，量消耗少的》空，气，分离系统和配置节】能，型，设备 — 4.0.3【  ：由，于本次修订将适用】范围从低温法空气】分离拓宽到低温【法和常温法空气分】离规模由氧气产量】30：。。0m3／h以下【扩大到任意规模因此！氧气站？的工艺系统有了更多！。的选：择可以是低》温法或？常温法常温》法中有变压》吸附和膜《分离低温《法中有内压缩流程和！外压缩流《。程等每种工艺和流】程的产品品种—、产量、纯度和能耗！不同且各自具有【不同的特点和适用于！不同的用户本条列出！了在选用氧气站工艺！。系统时应考》虑的六？个方面的主要因素这！些因素是《相互关联不可分割的！如当用？户用氧规模大—于10？000m3／h产】品品种多氧气—。纯度大于95％或同！时需要液体产品时】应选用低温法空气】分离工艺；当—。仅需要氧气或氮气】单一：产品且氧气纯度【小于95％》或，规模较？小时可选用常温变】压，吸附工艺《；当用氧压力大【于4MPa又需要液！体，产品多时可选用低温！法的内压缩》流，。程；当用氧压力【小于3MPa而电】价较高时可采用低】温法的外压》缩，流程；等等总之【应根据具体项—。目的要求具体条件进！行，技术经济比》较后选用合适的【氧气站的工艺系统 ！ 《 ，。。4.0.4  本】条对低温法空气分】离系统的设备配【置及：其技术？要求作出了规定 ！ ：    》 (1)低温法空】。气，分离设？备是将空《气液化后《利用各？组分的沸点》差进行精馏分离的因！此原：料空气必须加压以提！。。供液化分离所需的功！能，所以本条第1—款、第2款对—原料空气压》缩机及其空气过滤器！的要求进行了规【定，据了：。解全低压流程—空压机的出口压力大！。。多为0.55—MPa？～0.8MPa；】用于煤？气化联合循环的空气！分离设备当要—。利用燃？气轮机的多余空【气时有时《将原料空气压—缩机的出《口压力提高到1【.0：M，Pa同时也提高了产！品出：冷，。。箱的压力所以本规】范规定“原料空【。气压力不宜》大于1.0MP【a”对于离心式压缩！机为确保《高速叶片《的正常运行》。要求严格控》制过滤精《度目前大《多采用？自洁式空气过—滤，器，它与布袋式过滤器】。相比具？有过滤效率高维护方！便可保证压缩—机连续？运转：。三，年以：上的优点 》     ！(2：)预冷装置是利【用污氮的《冷量冷却加压后的原！料空气冷却降温后的！空气：饱和水含量下降同时！提高了？分子筛？和活性氧化》。铝，对水分和二氧—化碳的吸附容量【两者都导致分—子筛和活性氧化铝】数量：。减少并降《低了再生能》。耗但是当原料空压】机设有？后，冷却器或分子—筛，吸附：器再生？采用变压吸附工艺】时为节省投》资和减少带水—危险也可以不—设预冷系统国内外都！有此类工程》实例： ：。  》   (《3，)分子筛吸附器【可以是单层床或双】层床单层床仅设1】3X：。分子：筛双层？床是分子筛加活性】氧化铝13X—分子筛？可以同时吸附水【。分、二氧化碳和【大部分碳氢化合物活！性氧化铝可以吸附水！分将它设《在分子？筛前：可以减？少13X数量和再】生温度根据国内外厂！商技术资料和—工程实例《原料空气经纯化器】纯化后二氧化碳含】量小于？或，等，于1.0《×10-《6水分含量为露点】70℃由于13【X的吸附顺》序是先？水分后二氧化碳故】通，。常，只，测量出？口空气的二氧化【碳含量？只要二氧化碳—含量小于1》.0×10-6【露点均可小于—70℃ ！    1997年！5月和12》月曾先后发生了设】有膜式主冷凝蒸发】器的空气分离设【备的：爆炸事故经过—各，。国空气分《离公司专家的调研分！析达成？共识爆炸事故—是，由于：原料空？气中：的氧化亚氮》。引起氧化亚》氮沸点高《、，挥发度低、溶解【度小与水《分、：二，氧化氮一样属于易堵！。塞组分一旦在—。主冷凝蒸发器中由】。于某：种原因使《氧，化亚氮以固》体状态析出后—极易形成“》。干蒸发”《或“死端沸腾”而造！成碳：氢化合物的聚集【从而引发安全问【。题这种风险在膜【式主冷凝《蒸发：器中尤为突》。出根据？。有关资料介绍—1，3X分子《筛对氧化亚氮的脱】除率可达85％～】90％？如需进一步清—除应在13X—分子：筛上部增设》专用分子筛》。因此本条规》定氧化亚氮脱除率宜！高，于8：0％  ！   (4)—采用分子筛常温【净化的低温法—空气分离《设备中通常》不设液氧或》液空：吸附器？。但当采用《了膜式主《冷凝蒸发器或—环境条件不好或【主冷液氧流》动性差时需设—置液氧或液空—吸附器以防止碳氢】化合物？聚，集 4.！0.5？  内压缩流程【设置：空气增压机或循环氮！压机是？为了：在主换？热器中蒸发经液【氧泵加压的液氧【由，。于氮气比空气—冷凝：温度低？汽 化潜热小故循】环氮：压机的流量和压【力要高于空》气，增压机的流》量和：压力其吸《入压力也低于空气】增压机使其能耗高于！空，气增压机10％以上！故循环氮压》。机仅适用于有高压】氮用户的《场合这样可以共【用一台氮压》机循环氮气不参与精！馏只用？于吸收和传》递冷量这种流程多用！于化工企《业为了简化工艺【。流程对？于压：力较低的内》压缩流程也有—采用提高原料空气】压力的？方式所以本条规定】“宜设置《空气增压《机或循环氮气—压缩机？” 4.！0.：6 ： 大、中型》空气分离设备应【根据用户需求决定是！否提取氩气粗氩脱】氧有：两种方法一是先【在粗氩塔《脱氧至2％～3【％然后？常温加氢脱氧至1】×1：0-6～《2×10-》6；二是采用—规整填料塔在粗氩】塔内一次脱氧至【1×10-6～2×！10-6即全精馏】制氩后者工 艺简单！安全但粗《氩塔高度增加在【有氢源？的情况下投资—可能高于加氢脱【氮随着填料价格的下！降两种方法的—价格差？在缩小本《。规范从操《作维护与安》全考虑作了》宜采用全《精馏制？氩方法？制取氩气的》规定 》。 ， 4.0.7  ！本条制订了大—型低温法空》气分离设备稀有气】体的提取装 置【的设置原《则 ？     】1，  根据用》户需求设置因—为氖、氦、氪—、氙稀有《气体主要用于 电光！源、激光、空间【技术、电《子工：。业、：核反应堆、低温工】程、医疗等方—面这是随《着尖端科学的发展而！发展的 —     2】  ：稀有气体应集中【。提取：因为：在空气？中稀：有气体的数量是极】其微小的氖、—。氦、氪、氙在空气】中的：含量分别《为18.2×10-！6、5？.24×10—-6、1.4×1】0，-6、0.086】×10-《6 【 ，   一台氧—产量为600—00m3／h的低】温，法空气分《离设备？在7：0％～86》％提取率《的情况下其稀—有气体的产量仅为氖！。3.67《m3／h、氦—1.0？4m3／h》、氪0.0283】m3：／h、氙《0.022m3／】h因此只有在大【型空气分离设备上】提取稀有气体才是经！济的：而且最好是几台大】。型空气分离设备的稀！有气：体粗制气集中起【来进：行，提纯：精，制，才，更能体？现其规？模，效应 】    3  每】种稀有气体有—其，不同的用途》同，一种：气体又分《纯与高纯不》同等级各个等—级的纯？度和：杂质含？量不同在确定—。品种和等级时要根】据其用？途和生产工艺等【具体条件经技术【经济比较确定— ？ ？4.0.《8  本条根据氧气！站生产的稳定、【安全：运行的要求》对离心式空气压【缩机规定了主要保护！措施 ？ 》。  ：  1  防喘【振保护？系统喘振是》离心：式压缩机最危—险、最？容易发生的操作事】故它伴随着尖叫和气！流在出口《处来回振荡》而产：生强烈振动引起机器！损坏喘振发》生在低流量、高压力！的工况要《使，压缩：机避免喘振应测量】出其喘振《线并确保压》缩机在喘振线以【下运行即防喘振保】护系统 《 《     2—  离？心式空？气压缩机较》好的能力调》节范围是《7，。0％：。～105％当—空气：分离设备气》体产量减少至—70％以下时—必须启？动安全放散系统否】则压力升高将—会使压缩机运行进入！喘振区引发事故【的，。发生：因此离？。心式空气压》缩机应设有安—全放散系统》 ， 《    《 3  离心式压】缩机是高速运转机械！。为了不在油压—、油温？。、动：平衡和轴《向力等超标时轴承参！数发生异《常降：低使用寿命损—坏机器为此》应设：置轴：承温度、轴振—动和轴位移测—量，。、报警和停车系【统，    ！ 4  离心—式空气？压缩机入口可—。。调导叶是《。目前唯一可在效率】不变情况下改—变流量的方法其调】节范围是70％～】105％由》于原料空气压缩【机的能？耗占制氧《能耗的98％以上设！置入口？导叶能？力可调系统可—在空：气分离设备减少气体！产量时？保持单位制氧电耗】不变所？以本规范规定离【。心式空压机应设置】入口导叶可调系统】。 ？ ，     鉴【于本条？的规定涉及氧气站的！核心：设备的安全稳定【。运行：。和实现节能的主【要保护？。措施所以本条为【强制性？条文 】。4.0.9》  本条是对常温】变压：吸附空气分离—系统的设置作出的】有关规定 —。     】(1)实践表明常温！变压：吸附空气《分离：系统只？适用于单一产品(氧！或氮)的制取—这，是由它的制取工艺】决定的？由于氩与氧的分【。离，系数相近只依赖变】压，吸附难以分离最【高氧纯度为95.5！。％其余？为氩一般氧纯度为】93％以下氮气纯】度一般为99％以】下制取 9》9％～99》.99％纯》度的氮气其能耗【较大若需《99.99％以上的！纯度时需设纯—化装置？才能达到《 《     —(2)常《温变压吸附空气分离！设备中吸附剂的再生！解吸是？实现空气分离和获】得合格产品气体的】。关，键阶：段目：前我国的《制造厂家生产—的常温变压吸附【空气分离装置中吸】附剂的再生解吸【都采用常压解吸【或真空解吸》 4【.0.10  【常温空？气膜：。。法分离是20世【纪80年代兴起的新！技术它是利用—氧和氮在中空—纤维中的不》同渗透率实现—氧与氮的《分离氮的《渗透率大于氧作为】透过：气(产品《气)从敞开端—流出氧气作为尾气】从，封闭端排《出，产品：氮纯度？为90％～99【％氧纯度为3—0％～45％—膜，分离的优点是工艺】与结构简单、体【积小、产气速度比】较快(约需3分【钟)：、，操作与维护方—便 【4，.0.1《1  低《温法空气分离设备的！产品：加压方？法，有产：品气体压《缩机加压(》外压缩流程)和【在冷箱内采用液体】泵加压(内压—缩流程)《两种内？压，缩流程和外压缩流】程都属于成熟—。的工艺各有》优缺点应根》据不同用户的不同需！求进行比《较选择 《 《     通—常，内压缩流程适合用】氧压力大于4M【Pa且有多种用【氮压力的《化工企？业或液体产品要求】较，。多的用户外压缩流程！适合：用氧压力小于或等于！4MPa、液体产品！。。。需求不大的钢铁企】业，随着内压缩流程工艺！的不断改进它的【用户还在《扩大中？ 《 4.0.—12  离心式压】缩机和活塞式—。。压，缩，机适用的压力和流量！。范围不同《离心式压缩机—适用：于大：流量、低《压力活塞式压缩【机，适用于？小流量、高压力氧、！氮产品气压》缩机根？据流量和《压力的不同要求可选！择离心式压缩机或活！塞式压缩机由—。于离心式压》缩机的体《积，小、重？量轻、运《动部件少、运—行，稳定、可不设备【用所以本《。条规定单台压缩机】排气能力大于60】00：m3／h时宜采【用离心式压缩机 ！ 4.0.】13  氧气忌油气！缸，应采用无《油润滑？同时还应防止十【字头的润滑油通【过活塞杆带入—。。气缸无油润》滑还能保持氧气的】干燥和不受污染所以！本条规定采用气缸无！。油润滑活塞式氧【气压缩机 ！     当气缸采！用水润滑时为确保软！水的不间断》供应以免断水后【。排气温度升高—而引发事故》所以本条规定应【设置软水《供给系统并》应设置断水报警、】停车装？置 4.！0.1？。4 ： 活塞式氧气—和氮气压缩》机机前缓《冲罐的作用是为【了解决压缩》机间断？吸气引？起的压力波动解【决空气分离设备产】。量变：化时压缩机能力调节！上的滞后缓冲罐的】容积：取决于活塞式压【缩机一？级缸容？积和压缩机的能力调！节范围 】   ？  ：活塞：式氧气和氮气压缩】机机：后气体压力贮—罐用于解决压—缩机输出量和用户】气体：用量之间的不平衡它！的容：积，按产气量和用户【用量曲线《确定所以本条—规定应？根据用户《气体用量变》化情况确定 ！ 4.《0.16 》 本条规定设—置的氮气或干燥空】气试车系统是为了】防止检修时因装配不！当和有？异物或油进》入一旦直接用氧气试！车而：引发着火事故 【 《     氮气轴封！。系统是为《了防止在轴封处【。氧气泄漏《或润滑油进入—而，引，发着火事故自动快】速充氮灭《。火系统是用于一【旦有着火迹》象如排气温度升高】时快速充入》氮气以达到》灭火：的目的 ！  ：  本条规定涉【及离心式《氧气压缩机》的安全？稳定运行和防—止着火？事故的？发生以及即时扑灭】可能发生的氧气着火！。事故故本条为强【制性条文 — 《4.0.1》7  ？氧，气站的？噪声源主要是—由气体动力噪—声、机械噪声和电动！机噪声构成气体动】力噪声来《源于各种类型的【气体压缩机》。和各种形式的—。压缩：气，体放散管其中活塞】。式压缩机的气—缸周：期性吸气、》排气使管道中—气体发生《压力波动、》气，柱，振动产生噪声—。因其转数低其噪声】频谱：呈，。低频特性；离心式】压缩机是由气—体涡：流和：摩擦产生噪声其【噪声：频谱呈中、高频特】性压缩气体从—。压缩机或《压力管？ 道放空时由—于气体压力骤减以很！高的：。速度排？。入大气将在放散【。管口产生强烈的涡流！。噪声其？频率和声压级都较高！可达110dB(】A)～130dB】(A)在氧气—站，内压缩气《体放散管噪声声压级！较高且放散频度较】多的是低温法空气分！离，设备的纯化器—及常温空《气分：离设备的吸附器的放！散管所以本条规【。定均应？设置消声器 — ：。 ：。 4：.0.19  水】浴式汽化器》是用蒸汽加热水用】热，水加：热汽化低温液体采用！水，温调：节，装置保持热水温度恒！定从而使出》口气体温度恒—定为了？防止调节《失，。灵时出？口气体温度过—低，造成碳钢《管道：。结霜甚至《。。冻坏设计上》。应设有？出口气体《温度过低报警这【。。一温度通常设定为】15℃ 》。。 ？ 4.？0.20  氧【气站产品气体储存】系统有压力气体贮】罐贮存与低温液体贮！罐贮存压《力气体贮《罐贮存依靠贮存【压力：和最低？释放压力之差—贮，存气体其贮》量有限一般是10】倍～2？。0倍贮罐水》。容积；低温 液【。体贮存由于液态气】体，汽化后体积较大【因而贮存量较大低温！液体贮存的单位【贮存量投资低于【压力气体《贮罐；但生产低温液！体产品的《能耗较高因此选择】时应根据下列因素】进行综？合，比较后确定 【。     (！1)由？于常温法空气—分离：设备不生产》液体产品小型低温法！空气：分离设备由于产【量，小通常也《不提：取液体产品所以低】温液体贮存只适用】于大、中型低温【法空气分离系统 ！ ：    》 (：2)大、中型低温法！空气分离《设，备可以同时生产氧气！、氮气、氩气也能同！时，提，。取液氧、液》氮、液？氩产品也《可以生产或》提取：。其中的1种或2种】产品一般应根据市】场需求？和建设单位自身【的需求确定空气分离！产品的品种和气【态产：品，或液态产品》的贮存量《 》    《 (3)《贮气量应根据空气分！离设备产气》量，和用户用《气量之间的》不平：衡，曲，线计：算确定经计算的贮】存量不大时可用压力！气体贮？罐解决贮《存，量较大时《宜设低温《液体贮罐 ！  ：   若氧》气，站，。要考虑空气分离设备！检修时？的气：体供：应由于贮气量较【大一般应设低温液体！贮罐 】4.0.21  】本条第3款规定【“充装台《前的气体管》道上应设有紧—急切：断阀、安《全阀、放《空阀”是为了当充】装钢瓶发生超压甚】至着火？事，故时可以立即切断充！灌气源以防》。事故扩大《 《 4.《0.22  —据了解目前实际【运行的一些中—小型氧气站》中，为满足用户对空气分！离产：品气体？各种压力的需要或】空气分离设备—检修时的不间断供】气在：有的：站房中将《气，体充装？台或充装《钢，瓶集装格既》作为充灌台也作为】气体汇流排输送气】体使用但为了满足】用户对气体流量和供！气压力的要求应增设！压，力调节？装置：。等 ： 《 4.0.23  ！本条第1款和第2款！为强制性条款规【定了为确保气体充】装，台，安，全稳：定运行和避》免气体灌《装间：内排：放气体？的积聚引发着火和】人员窒息事》故应配置的设—施、附件和》管道其中第1款的】。超压泄放用安—全，阀是确保避免充装过！压的安全措施；第】2款规定气体—充装台应设有—吹扫放空阀通常是】利用装置上某个充】灌阀门配置放空【连接管道《将吹扫气体排至室】外防止充装过程【排放：时，室内积？聚氧气或其他—窒息性气体引起事】故的发生《 《 4？.0.24  规定！本，条，的目的是防》。止氧气、氮气—随冷凝水的》排放在室《。内积聚或《经排水沟《窜入其他房间引【发着火？。或人员窒息事—故 ？。。 ， ， 4？.0.？25  《据调查目前我国的】各类医院集中供【氧时大多采用三【种方式一是氧气由钢！瓶，经汇流排减压后供应！；二：是外购液氧从—液氧：贮，罐经汽化《。器汽化、《稳压后供应；三是设！置常温？变压吸附制氧装【置生产医用氧气供应！医，用氧气？品质在现行国家【标准：。。医用及？航，空呼吸用氧》。GB 89》82中作了规定目】前我：国一些？。医疗单位已》应用常温变压吸【附制氧？设备多年积累了使】用经验？并在一些制造—工厂有？定型产品《出售所以本规范规】定了采用常温法【变压：吸附制氧装置—制取医用氧气时应】该符合现行行业标准！医，用分子？筛制氧设备通用【技术：规，范YY／T 029！8的有关规定 ！    — ，由于氧气是典型的】氧化性气体具有【激烈的？氧化助燃作用为防】止使用氧气的—建筑(房间)一旦出！现火情时可能—扩大人身、财产损】失所以本条第3款规！定在氧气供应总【管上应设《可遥控的紧》急切断阀以便在【使用氧气的建—筑内一旦《出现火情《后可根？据要求即时切断【建筑物内的氧气输】入 ？