空分与制氧设备安装技术,是一建机电《工业机电工程安装技术》中2024年新大纲新增的章节,教材内容多、专业性强,很多人学完还是一头雾水 :
制氧设备由哪六大系统组成?空气过滤器、空压机、空冷塔、水冷塔、分子筛吸附器……它们之间怎么配合?
冷箱(空分塔)内部到底有什么?主换热器、精馏塔(上/下塔)、冷凝蒸发器、过冷器、粗氩塔、精氩塔、膨胀机、低温液体泵——各自起什么作用?
为什么要先经过分子筛吸附器再进冷箱?净化空气为什么要分流(主路80~90%进精馏,旁路10~20%进膨胀机)?
精馏塔下塔和上塔分别产什么?下塔顶部为什么出氮气、底部出富氧液空?上塔顶部出纯氮、底部出纯氧、中上部抽氩馏分?
冷凝蒸发器为什么是精馏的“动力源”?下塔氮气冷凝为液氮(回流液),上塔液氧蒸发为气氧(上升蒸汽)——热量是怎么传递的?
膨胀机有什么用?为什么它只处理一小部分空气就能维持冷箱-170℃~-190℃的低温?
过冷器干什么用的?为什么液氮在节流降压进入上塔之前必须经过过冷器?
低温液体泵把液氧/液氮/液氩送到哪里?
教材上文字多、流程图简略,冷箱内部结构看不到,学完还是似懂非懂。
这个视频,用一张完整的手绘流程图+冷箱内部剖面拆解,把空分制氧设备彻底讲明白:
✅ 制氧设备六大系统
①原料空气过滤加压系统(空气过滤器+空气压缩机)
②空气预冷及净化系统(空冷塔+水冷塔+分子筛吸附器)
③空气分离系统(冷箱——主换热器+精馏塔下塔+冷凝蒸发器+精馏塔上塔+过冷器+粗氩塔/精氩塔+膨胀机+低温液体泵)
④产品气体压缩及输送系统(氧压机+氮压机)
⑤低温液体储备系统(储罐+液体泵+蒸发器)
⑥控制系统(DCS集散控制,自动监控全厂运行,无人值守)
✅ 分子筛后空气分流逻辑(核心!)
主路(80~90%):→主换热器→下塔(精馏原料)
旁路(10~20%):→增压机→冷却器→主换热器预冷→膨胀机→上塔(制冷剂)
极少量(1~2%):→仪表气/密封气
✅ 冷箱内部精馏过程
下塔(筛板塔):液态空气进料 → 顶部出氮气(去冷凝蒸发器),底部出富氧液空(去过冷器→上塔)
冷凝蒸发器:下塔氮气冷凝为液氮(回流液),上塔液氧蒸发为气氧(上升蒸汽)——精馏的动力源
上塔(填料塔):顶部出纯氮(产品),中上部抽氩馏分(去粗氩/精氩塔),底部出纯氧(产品)
过冷器:液氮/液空在节流前被返流冷气过冷,减少节流汽化损失
✅ 安装考点与案例
冷箱安装前的基础验收:强度、抗压强度、抗渗等级、轴线位置、标高、外形尺寸、地脚螺栓位置
冷箱安装重点控制箱体参数(水平度偏差≤0.05mm/m,标高误差≤±1mm)
冷箱内铝镁合金管道:脱脂→强度试验→泄漏量试验(停压12h,试验压力为工作压力,稳压30min后计算泄漏率)
氧气燃爆危险源辨识与防范