， 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1》。。5M：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200km～！300km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，.40kW·h／】m3小型空》气分离设备》为，0.6kW·h【／，m3～0.7—kW·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400《0t／d或1160！00m3《／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60000【m3／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4？0000m》3／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3—00m3／》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10000！m3：／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3M！Pa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？.55MPa—～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1.0M—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1.0MPa！”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》13X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℃ ！。     1！。997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—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1×10-6！～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《。。18.2×10-6！、5.24×1【0-6？、1：.4×？10：-6、0.0—86×10-6 】 ？     一台氧！产量为60000】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【.67m3／h、氦！1.04m3／h】、，氪，0.028》3m3？／h、氙0.0【2，2m3／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7》0％：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9！3％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99.9】9，％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【％～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—.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【4MPa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》4MP？a、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6—000？m3／h时宜采【用，离心式压《缩机 《 4.0.1！3 ： 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.【14  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11！0dB(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》。.0.1《9， ， ，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～20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？.2：1  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— 》。 4.0.25 】 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 8》982？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， 0：298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 【