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2？0世纪9《0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】MPa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20》0km～300k】。m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0.6kW—·h／m3～0【.7k？W·h／m3—；，氧提取率达》到9：9％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116000！m3／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6000—0m3／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／m【3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1》0000m3／【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4MP！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！1.0MPa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！1，3X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℃ 】 ，     19！97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13】X，分子筛？对氧化亚氮的脱除】。率可达8《5％～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？×10-《6、1？.4×？1，0-6、0.086！×10-6》    ！ 一台氧产》量为60《000m3／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！。.04m《3／h？、氪0？.0283m3【／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】％～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9！9％以？下制取 99％【～，99：.，99％？。纯度的氮气其—能耗较大若需—9，9.99％》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2【0，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4！M，Pa、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？.，0.1？2  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【6000m3／【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.？0.14《 ， 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》0d：B(A)～》。130？dB(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 》 《 4.0.2—4  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G《B 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 02《98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 》