張 婷

（山東省萊蕪天元氣體有限公司，山東萊蕪 271100）

0 引言

萊蕪天元氣體有限公司為萊鋼提供氧、氮和氬氣供應(yīng)。萊鋼熱線生產(chǎn)對氮氣的需求量超過天元氣體公司的氮氣生產(chǎn)量。增大在運機(jī)組的污氮（純氮）氣取出量，送入出空分裝置低壓氮氣管網(wǎng)，經(jīng)氮氣壓縮機(jī)壓縮后送至各用戶，才能滿足熱線生產(chǎn)不斷增長的氮氣需求。為增大氮氣供應(yīng)量，經(jīng)研討確定對林德12 000 m3/h制氧機(jī)進(jìn)行適應(yīng)性改造。

1 制氧機(jī)改造依據(jù)

（1）相關(guān)的設(shè)計參數(shù)?？绽渌杓だ渌髁?2 m3/h，實際28 m3/h；進(jìn)水冷塔的污氮氣氣量10 000 m3/h，實際9000 m3/h）；進(jìn)水冷塔的氮氣氣量12 500 m3/h；水冷塔進(jìn)水溫度32℃；水冷塔出水溫度15℃；水冷塔冷水效果17℃（溫降）。在實際運行中，外供氮氣量低于設(shè)計值，使得進(jìn)入水冷塔的氮氣量較多時，水冷塔冷水的出水溫度可以達(dá)到設(shè)計指標(biāo)。

（2）加大產(chǎn)品氮氣取出外供后，進(jìn)入冷水塔的氣量大幅減少，冷水效果將受到較大的影響，因此，必須新安裝1臺冷凍機(jī)組來補(bǔ)償其冷量損失。加大產(chǎn)品氮氣取出后對水冷塔冷水效果的影響：水冷塔減少氮氣量12 500 m3/h；減少的冷水效果9.4℃。

（3）冷凍機(jī)組制冷量的確定。水的比熱4.184 kJ/（kg·℃）；冷凍機(jī)制冷量=冷凍水水流量×減少的冷水效果×水的比熱=1 258 547.2 kJ。所需冷凍機(jī)的最小制冷量為1 255 200 kJ。冷凍機(jī)實際運行時，一般按額定能力的50%～75%計算，即（1 673 600～2 510 400）kJ。因此，應(yīng)選用制冷量為 2 510 400 kJ的制冷機(jī)組，也可折中選用2 092 000 kJ的制冷機(jī)組。冷凍機(jī)使用雙壓縮機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動變負(fù)荷調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍：25%，50%，75%和100%。

2 制氧機(jī)改造方案

2.1 氮氣管道的連接

從出冷箱產(chǎn)品氮氣去水冷塔的DN500 mm管道上T接出DN500 mm管道，安裝1只氣動調(diào)節(jié)閥，并將流量、壓力、溫度測量元件移至新加閥門的后面。再分為2條DN350的管道，與去氮壓機(jī)進(jìn)口的氮氣管網(wǎng)相連接，并入公司的產(chǎn)品氮氣（污氮）管網(wǎng)（已連接完成）。原氣動調(diào)節(jié)蝶閥保留，以便切斷產(chǎn)品氮氣進(jìn)入水冷塔。

2.2 冷凍機(jī)組及所屬管道、設(shè)備的安裝

冷凍機(jī)組安裝位置擬安裝于12 000 m3/h制氧機(jī)主控室北部，分子篩區(qū)域西側(cè)的空地上。冷凍機(jī)的冷凝器，使用來自12 000 m3/h制氧機(jī)水泵房的循環(huán)水，經(jīng)過濾器去除機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入冷凝器，而后通過回水管道返回12 000 m3/h制氧機(jī)水泵房的水池。

來自12 000 m3/h制氧機(jī)水冷塔底部的冷水，在過濾器中去除機(jī)械雜質(zhì)和粘泥，經(jīng)泵加壓進(jìn)入冷凍機(jī)的蒸發(fā)器，降溫后返回水冷塔底部。循環(huán)水和冷水過濾器均為1用1備，切換使用。12 000 m3/h制氧機(jī)組增設(shè)冷凍機(jī)及氮氣取出管路工藝流程見圖1，其中，虛線框內(nèi)為增設(shè)的冷凍機(jī)組及其管路，以及氮氣取出管路。

圖1 氮氣取出管路工藝流程

3 改造效果

改造后，機(jī)組可以取出10 000 m3/h污氮氣，送入系統(tǒng)的產(chǎn)品氮氣管網(wǎng)。有效緩解了熱線對氮氣的需求，提升了制氧機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。