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15M《Pa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2：00km～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？0.38kW·h】／m3～0.40k！。W·h／m3小型空！气分离设《备为0.6》kW·h／m3～0！.7kW·h／m】3；氧？提取率？达到99％》以上氩提取率可【达80％～90％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—40：00t／d或—。11：6000m3／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—60000m3【／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20【世纪：70：年代美国联》碳公：司和德？国，A，G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《40：00：。0m3／《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：300m3／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100《00m3／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4—MP：a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1.0MP—a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1.0M—Pa”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1】3X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—1.0×1》0-6水分含—量为：露点：70℃由于13X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80！％ —。     (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1】0％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，×10-6～2【×，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1？8.2×10-6】、5.24×10-！6、1.4×1【。0-6、0.0【86×10》-6 》     一台！氧，产量为？60：00：0，m3／？h的低温法空—气，分离设备在》70％～86％提】取率的情况下其【稀有气体的产—量，仅为氖3.6—7m3／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70【％～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：％～1？05％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 99％～99】.9：9％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30％【～4：5％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》 ？ 4.0.11！  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4MP—a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4？MPa、《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【6000m》。3／：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.：17  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110d—B(A)～1—30dB(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 】 4.0.2【2  ？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.》2，5，  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 8982】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Y：Y／：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 ？