وحدة فصل الهواء KDON-32000/19000 هي الوحدة الهندسية العامة الداعمة الرئيسية لمشروع إيثيلين جلايكول بطاقة 200,000 طن سنويًا. وتوفر هذه الوحدة الهيدروجين الخام بشكل رئيسي لوحدة التغويز المضغوط، ووحدة تخليق إيثيلين جلايكول، ووحدة استخلاص الكبريت، ووحدة معالجة مياه الصرف الصحي، كما توفر النيتروجين عالي ومنخفض الضغط لمختلف وحدات مشروع إيثيلين جلايكول لتطهيرها وإغلاقها عند بدء التشغيل، بالإضافة إلى توفير هواء الوحدة وهواء الأجهزة.
أ. العملية الفنية
صُممت وصُنعت معدات فصل الهواء KDON32000/19000 بواسطة شركة Newdraft، وهي تعتمد على نظام تنقية كامل بالامتصاص الجزيئي منخفض الضغط، وتبريد آلية توسيع توربينات معزز الهواء، وضغط داخلي للأكسجين، وضغط خارجي للنيتروجين منخفض الضغط، ودوران معزز الهواء. البرج السفلي مزود ببرج صفيحة غربالية عالية الكفاءة، بينما يعتمد البرج العلوي على التعبئة الهيكلية وعملية إنتاج الأرجون الخالي من الهيدروجين بالتقطير الكامل.
يُسحب الهواء الخام من المدخل، وتُزال الأتربة والشوائب الميكانيكية الأخرى بواسطة فلتر هواء ذاتي التنظيف. يدخل الهواء بعد الفلتر إلى ضاغط الطرد المركزي، وبعد ضغطه بواسطة الضاغط، يدخل إلى برج تبريد الهواء. أثناء التبريد، يُمكنه أيضًا تنظيف الشوائب القابلة للذوبان بسهولة في الماء. يدخل الهواء بعد مغادرة برج التبريد إلى جهاز تنقية المنخل الجزيئي للتبديل. يتم امتصاص ثاني أكسيد الكربون والأسيتيلين والرطوبة الموجودة في الهواء. يُستخدم جهاز تنقية المنخل الجزيئي في وضعي تبديل، أحدهما يعمل والآخر يتجدد. تبلغ دورة عمل جهاز التنقية حوالي 8 ساعات، ويتم تبديل جهاز تنقية واحد مرة واحدة كل 4 ساعات، ويتم التحكم في التبديل التلقائي بواسطة برنامج قابل للتعديل.
يُقسّم الهواء بعد امتزاز المنخل الجزيئي إلى ثلاثة تيارات: يُستخرج تيار واحد مباشرةً من المنخل الجزيئي كهواء جهاز لمعدات فصل الهواء، ويدخل تيار آخر إلى المبادل الحراري منخفض الضغط ذي الزعانف الصفيحية، ويُبرّد بواسطة الأمونيا والأمونيا الملوثة بالارتداد، ثم يدخل البرج السفلي. يذهب تيار واحد إلى مُعزّز الهواء، ويُقسّم إلى تيارين بعد ضغط المرحلة الأولى من المُعزّز. يُستخرج تيار واحد مباشرةً ويُستخدم كهواء جهاز النظام وهواء الجهاز بعد خفض ضغطه، ويستمر ضغط التيار الآخر في المُعزّز ويُقسّم إلى تيارين بعد ضغطه في المرحلة الثانية. يُستخرج تيار واحد ويُبرّد إلى درجة حرارة الغرفة، ثم ينتقل إلى طرف التعزيز في مُوسّع التوربين لمزيد من الضغط، ثم يُستخرج عبر المبادل الحراري عالي الضغط ويدخل إلى المُوسّع للتمدد والعمل. يدخل الهواء الرطب الموسع إلى فاصل الغاز والسائل، ويدخل الهواء المنفصل إلى البرج السفلي. يدخل الهواء السائل المستخرج من فاصل الغاز والسائل إلى البرج السفلي كسائل ارتجاعي للهواء السائل، ويستمر ضغط التيار الآخر في المعزز إلى مرحلة الضغط النهائية، ثم يتم تبريده إلى درجة حرارة الغرفة بواسطة المبرد ويدخل المبادل الحراري ذو الزعانف عالية الضغط للتبادل الحراري مع الأكسجين السائل والنيتروجين الملوث بالارتجاع. يتم تسييل هذا الجزء من الهواء عالي الضغط إلى بعد استخراج الهواء السائل من أسفل المبادل الحراري، يدخل البرج السفلي بعد الاختناق. بعد تقطير الهواء مبدئيًا في البرج السفلي، يتم الحصول على هواء سائل قليل الدسم وهواء سائل غني بالأكسجين ونيتروجين سائل نقي وأمونيا عالية النقاء. يتم تبريد الهواء السائل قليل الدسم وهواء سائل غني بالأكسجين ونيتروجين سائل نقي في المبرد ويتم خنقه في البرج العلوي لمزيد من التقطير. يُضغط الأكسجين السائل المُتحصل عليه من أسفل البرج العلوي بواسطة مضخة الأكسجين السائل، ثم يدخل إلى المبادل الحراري ذي الزعانف الصفيحية عالي الضغط لإعادة التسخين، ثم يدخل شبكة أنابيب الأكسجين. يُستخرج النيتروجين السائل المُتحصل عليه من أعلى البرج السفلي ويدخل إلى خزان تخزين الأمونيا السائلة. يُعاد تسخين الأمونيا عالية النقاء المُتحصل عليها من أعلى البرج السفلي بواسطة المبادل الحراري ذي الضغط المنخفض ويدخل شبكة أنابيب الأمونيا. يُعاد تسخين النيتروجين منخفض الضغط المُتحصل عليه من الجزء العلوي من البرج العلوي بواسطة المبادل الحراري ذي الزعانف الصفيحية منخفض الضغط، ثم يخرج من الصندوق البارد، ثم يُضغط إلى 0.45 ميجا باسكال بواسطة ضاغط النيتروجين ويدخل شبكة أنابيب الأمونيا. تُستخرج كمية مُعينة من الأرجون من منتصف البرج العلوي وتُرسل إلى برج الزينون الخام. يُقطر جزء الزينون في برج الأرجون الخام للحصول على الأرجون السائل الخام، والذي يُرسل بعد ذلك إلى منتصف برج الأرجون المُكرر. بعد التقطير في برج الأرجون المكرر، يُستخرج زينون سائل مكرر من أسفل البرج. يُسحب غاز الأمونيا الملوث من الجزء العلوي للبرج، وبعد إعادة تسخينه بواسطة المبرد، والمبادل الحراري ذو الزعانف الصفيحية منخفضة الضغط، والمبادل الحراري ذو الزعانف الصفيحية عالية الضغط، وخروجه من الصندوق البارد، يُقسم إلى قسمين: يدخل أحدهما إلى سخان البخار في نظام تنقية المنخل الجزيئي كغاز تجديد المنخل الجزيئي، ويذهب غاز النيتروجين الملوث المتبقي إلى برج التبريد المائي. عند الحاجة إلى تشغيل نظام احتياطي الأكسجين السائل، يُحوّل الأكسجين السائل الموجود في خزان تخزين الأكسجين السائل إلى مبخر الأكسجين السائل عبر صمام التنظيم، ثم يدخل إلى شبكة أنابيب الأكسجين بعد الحصول على الأكسجين منخفض الضغط. عندما تكون هناك حاجة لبدء تشغيل نظام النسخ الاحتياطي للنيتروجين السائل، يتم تحويل الأمونيا السائلة الموجودة في خزان تخزين النيتروجين السائل إلى جهاز تبخير الأكسجين السائل من خلال صمام التنظيم، ثم يتم ضغطها بواسطة ضاغط الأمونيا للحصول على النيتروجين عالي الضغط والأمونيا منخفضة الضغط، ثم تدخل شبكة خط أنابيب النيتروجين.
ب. نظام التحكم
وفقًا لحجم وخصائص عملية معدات فصل الهواء، تم اعتماد نظام التحكم الموزع DCS، إلى جانب اختيار أنظمة DCS المتقدمة عالميًا، وأجهزة تحليل صمامات التحكم عبر الإنترنت، ومكونات القياس والتحكم الأخرى. بالإضافة إلى إمكانية إكمال عملية التحكم في وحدة فصل الهواء، يمكن أيضًا وضع جميع صمامات التحكم في وضع آمن عند توقف الوحدة في حادث، ودخول المضخات المقابلة في حالة قفل أمان لضمان سلامة وحدة فصل الهواء. تستخدم وحدات ضواغط التوربينات الكبيرة أنظمة التحكم المتكاملة ITCC (أنظمة التحكم المتكاملة في وحدات ضواغط التوربينات) لإكمال وظائف التحكم في السرعة الزائدة، والتحكم في القطع في حالات الطوارئ، والتحكم في ارتفاع التيار، ويمكنها إرسال إشارات إلى نظام التحكم DCS عبر الأسلاك الصلبة والاتصالات.
ج. نقاط المراقبة الرئيسية لوحدة فصل الهواء
تحليل نقاء غاز الأكسجين والنيتروجين الناتج عن المبادل الحراري منخفض الضغط، تحليل نقاء هواء السائل في البرج السفلي، تحليل النيتروجين السائل النقي في البرج السفلي، تحليل نقاء الغاز الخارج من البرج العلوي، تحليل نقاء الغاز الداخل إلى المبرد الفرعي، تحليل نقاء الأكسجين السائل في البرج العلوي، درجة الحرارة بعد صمام تدفق الهواء السائل المستمر لمكثف الخام، مؤشر الضغط ومستوى السائل لفاصل الغاز والسائل في برج التقطير، مؤشر درجة حرارة غاز النيتروجين المتسخ الخارج من المبادل الحراري عالي الضغط، تحليل نقاء الهواء الداخل إلى المبادل الحراري منخفض الضغط، درجة حرارة الهواء الخارجة من المبادل الحراري عالي الضغط، درجة الحرارة والفرق في درجة الحرارة لغاز الأمونيا المتسخ الخارج من المبادل الحراري، تحليل الغاز في منفذ استخراج جزء الزينون في البرج العلوي: كل ذلك لجمع البيانات أثناء بدء التشغيل والتشغيل العادي، وهو أمر مفيد لتعديل ظروف تشغيل وحدة فصل الهواء وضمان التشغيل العادي لمعدات فصل الهواء. تحليل محتوى أكسيد النيتروز والأسيتيلين في نظام التبريد الرئيسي، وتحليل محتوى الرطوبة في هواء التعزيز: لمنع دخول الهواء المحمل بالرطوبة إلى نظام التقطير، مما يتسبب في تصلب وانسداد قناة المبادل الحراري، مما يؤثر على مساحة المبادل الحراري وكفاءته، حيث سينفجر الأسيتيلين بعد تجاوز تراكمه قيمة معينة في نظام التبريد الرئيسي. تدفق غاز ختم عمود مضخة الأكسجين السائل، تحليل الضغط، درجة حرارة سخان محمل مضخة الأكسجين السائل، درجة حرارة غاز ختم المتاهة، درجة حرارة الهواء السائل بعد التمدد، ضغط غاز ختم الموسع، التدفق، مؤشر الضغط التفاضلي، ضغط زيت التشحيم، مستوى خزان الزيت ودرجة حرارة الجزء الخلفي من مبرد الزيت، طرف تمدد موسع التوربين، تدفق زيت مدخل طرف المعزز، درجة حرارة المحمل، مؤشر الاهتزاز: كل ذلك لضمان التشغيل الآمن والطبيعي لموسع التوربين ومضخة الأكسجين السائل، وفي النهاية لضمان التشغيل الطبيعي لتجزئة الهواء.
الضغط الرئيسي لتسخين المنخل الجزيئي، وتحليل التدفق، ودرجات حرارة مدخل ومخرج هواء المنخل الجزيئي (النيتروجين المتسخ)، ومؤشر الضغط، ودرجة حرارة وتدفق غاز تجديد المنخل الجزيئي، ومؤشر مقاومة نظام التنقية، ومؤشر فرق ضغط مخرج المنخل الجزيئي، ودرجة حرارة مدخل البخار، وإنذار مؤشر الضغط، وإنذار تحليل H20 لسخان مخرج غاز التجديد، وإنذار درجة حرارة مخرج المكثف، وتحليل ثاني أكسيد الكربون لمخرج الهواء في المنخل الجزيئي، ومؤشر تدفق البرج السفلي ومعزز الهواء: لضمان التشغيل العادي لنظام امتصاص المنخل الجزيئي ولضمان أن يكون محتوى ثاني أكسيد الكربون والماء في الهواء الداخل إلى الصندوق البارد عند مستوى منخفض. مؤشر ضغط هواء الجهاز: لضمان أن يصل هواء الجهاز لفصل الهواء وهواء الجهاز المزود لشبكة الأنابيب إلى 0.6 ميجا باسكال (G) لضمان التشغيل العادي للإنتاج.
د. خصائص وحدة فصل الهواء
1. خصائص العملية
نظرًا لارتفاع ضغط الأكسجين في مشروع جلايكول الإيثيلين، تعتمد معدات فصل الهواء KDON32000/19000 على دورة تعزيز الهواء، وضغط داخلي للأكسجين السائل، وضغط خارجي للأمونيا، أي أن معزز الهواء + مضخة الأكسجين السائل + موسع توربيني معزز، مُدمج مع نظام مبادل حراري مُحكم، ليحل محل ضاغط الأكسجين لعملية الضغط الخارجي. يُقلل ذلك من مخاطر السلامة الناجمة عن استخدام ضواغط الأكسجين في عملية الضغط الخارجي. وفي الوقت نفسه، تضمن الكمية الكبيرة من الأكسجين السائل المُستخرجة بواسطة التبريد الرئيسي تقليل احتمالية تراكم الهيدروكربونات في الأكسجين السائل للتبريد الرئيسي، مما يضمن التشغيل الآمن لمعدات فصل الهواء. تتميز عملية الضغط الداخلي بتكاليف استثمارية أقل وتكوين أكثر منطقية.
2. خصائص معدات فصل الهواء
فلتر الهواء ذاتي التنظيف مُجهز بنظام تحكم آلي، يُحدد وقت التدفق العكسي تلقائيًا ويُضبط البرنامج وفقًا لحجم المقاومة. يعتمد نظام التبريد المسبق على برج تعبئة عشوائي عالي الكفاءة ومنخفض المقاومة، بينما يعتمد موزع السوائل على موزع جديد وفعال ومتطور، لا يضمن فقط التلامس الكامل بين الماء والهواء، بل يضمن أيضًا أداءً عاليًا للتبادل الحراري. يوجد مزيل ضباب شبكي سلكي في الأعلى لضمان عدم احتواء الهواء الخارج من برج تبريد الهواء على الماء. يعتمد نظام امتصاص الغربال الجزيئي على دورة طويلة وتنقية سريرية مزدوجة الطبقات. يعتمد نظام التبديل على تقنية تحكم تبديل خالية من الصدمات، ويُستخدم سخان بخار خاص لمنع تسرب بخار التسخين إلى جانب النيتروجين المتسخ أثناء مرحلة التجديد.
تعتمد عملية نظام برج التقطير بالكامل على حسابات محاكاة برمجية متقدمة دوليًا من ASPEN وHYSYS. البرج السفلي مزود ببرج صفيحة غربال عالية الكفاءة، والبرج العلوي مزود ببرج تعبئة منتظم لضمان معدل استخلاص الجهاز وتقليل استهلاك الطاقة.
هـ. مناقشة عملية تفريغ وتحميل المركبات المكيفة
1. الشروط التي يجب توافرها قبل البدء بفصل الهواء:
قبل البدء، قم بتنظيم وكتابة خطة بدء التشغيل، بما في ذلك عملية بدء التشغيل والتعامل مع الحوادث الطارئة، وما إلى ذلك. يجب إجراء جميع العمليات أثناء عملية بدء التشغيل في الموقع.
تم الانتهاء من تنظيف وشطف واختبار نظام زيت التشحيم. قبل تشغيل مضخة زيت التشحيم، يجب إضافة غاز مانع للتسرب لمنع تسرب الزيت. أولاً، يجب إجراء الترشيح الذاتي الدوران لخزان زيت التشحيم. عند الوصول إلى درجة معينة من النظافة، يتم توصيل خط أنابيب الزيت للشطف والترشيح، ولكن يُضاف ورق الترشيح قبل دخول الضاغط والتوربين ويُستبدل باستمرار لضمان نظافة الزيت الداخل إلى المعدات. تم الانتهاء من شطف وتشغيل نظام المياه المتداولة ونظام تنظيف المياه ونظام تصريف فصل الهواء. قبل التركيب، يجب إزالة الشحوم من خط أنابيب فصل الهواء المُخصب بالأكسجين، وتخليله، وتخميله، ثم تعبئته بغاز مانع للتسرب. تم تركيب ومعايرة خطوط الأنابيب والآلات والأجهزة الكهربائية والأجهزة (باستثناء الأجهزة التحليلية وأجهزة القياس) الخاصة بمعدات فصل الهواء لضمان كفاءتها.
تحتوي جميع مضخات المياه الميكانيكية العاملة، ومضخات الأكسجين السائل، وضواغط الهواء، والمعززات، وموسعات التوربينات، وما إلى ذلك، على الظروف اللازمة للبدء، ويجب اختبار بعضها على جهاز واحد أولاً.
تم تجهيز نظام تبديل المنخل الجزيئي لبدء التشغيل، وتم التأكد من أن برنامج التبديل الجزيئي يعمل بشكل طبيعي. تم الانتهاء من تسخين وتطهير خط أنابيب البخار عالي الضغط. تم تشغيل نظام هواء الجهاز الاحتياطي، مع الحفاظ على ضغط هواء الجهاز أعلى من 0.6 ميجا باسكال (G).
2. تطهير أنابيب وحدة فصل الهواء
شغّل نظام زيت التشحيم ونظام إحكام غاز التوربين البخاري، وضاغط الهواء، ومضخة مياه التبريد. قبل تشغيل ضاغط الهواء، افتح صمام تنفيسه، وأحكم إغلاق مدخل هواء برج التبريد بلوحة عمياء. بعد تطهير أنبوب مخرج ضاغط الهواء، يصل ضغط العادم إلى ضغط العادم المقدر ويتم تأهيل هدف تطهير خط الأنابيب، وتوصيل أنبوب مدخل برج تبريد الهواء، وبدء نظام التبريد المسبق للهواء (قبل التطهير، يجب عدم ملء عبوة برج تبريد الهواء؛ يتم فصل شفة مدخل المنخل الجزيئي لمدخل الهواء)، انتظر حتى يتم تأهيل الهدف، وبدء نظام تنقية المنخل الجزيئي (قبل التطهير، يجب عدم ملء مادة امتصاص المنخل الجزيئي؛ يجب فصل شفة مدخل صندوق التبريد لمدخل الهواء)، أوقف ضاغط الهواء حتى يتم تأهيل الهدف، املأ عبوة برج تبريد الهواء وممتز المنخل الجزيئي، وأعد تشغيل الفلتر، والتوربين البخاري، وضاغط الهواء، ونظام التبريد المسبق للهواء، ونظام امتصاص المنخل الجزيئي بعد التعبئة، لمدة أسبوعين على الأقل من التشغيل العادي بعد التجديد والتبريد وزيادة الضغط والامتصاص وخفض الضغط. بعد فترة من التسخين، يمكن نفخ أنابيب الهواء للنظام بعد ممتزاز الغربال الجزيئي والأنابيب الداخلية لبرج التجزئة. وهذا يشمل المبادلات الحرارية عالية الضغط، والمبادلات الحرارية منخفضة الضغط، ومعززات الهواء، وموسعات التوربينات، ومعدات البرج التي تنتمي إلى فصل الهواء. انتبه إلى التحكم في تدفق الهواء الداخل إلى نظام تنقية الغربال الجزيئي لتجنب مقاومة الغربال الجزيئي المفرطة التي تلحق الضرر بطبقة السرير. قبل نفخ برج التجزئة، يجب تجهيز جميع أنابيب الهواء الداخلة إلى صندوق التبريد لبرج التجزئة بمرشحات مؤقتة لمنع الغبار وخبث اللحام والشوائب الأخرى من دخول المبادل الحراري والتأثير على تأثير التبادل الحراري. ابدأ تشغيل نظام زيت التشحيم وغاز الختم قبل نفخ موسع التوربين ومضخة الأكسجين السائل. يجب إغلاق جميع نقاط إحكام الغاز في معدات فصل الهواء، بما في ذلك فوهة موسع التوربين.
3. التبريد الكامل والتشغيل النهائي لوحدة فصل الهواء
يتم تفجير جميع الأنابيب خارج الصندوق البارد، ويتم تسخين جميع الأنابيب والمعدات داخل الصندوق البارد وتفجيرها لتلبية ظروف التبريد والاستعداد لاختبار التبريد العاري
عندما يبدأ تبريد برج التقطير، لا يمكن للهواء الذي يفرغه ضاغط الهواء دخول برج التقطير بالكامل. يتم تفريغ الهواء المضغوط الزائد في الغلاف الجوي من خلال صمام التهوية، وبالتالي الحفاظ على ضغط تفريغ ضاغط الهواء دون تغيير. مع انخفاض درجة حرارة كل جزء من برج التقطير تدريجيًا، ستزداد كمية الهواء المستنشق تدريجيًا. في هذا الوقت، يتم إرسال جزء من غاز الارتداد في برج التقطير إلى برج تبريد الماء. يجب إجراء عملية التبريد ببطء وبشكل متساوٍ، بمتوسط معدل تبريد يتراوح بين 1 و2 درجة مئوية/ساعة لضمان درجة حرارة موحدة لكل جزء. أثناء عملية التبريد، يجب الحفاظ على سعة التبريد لموسع الغاز عند الحد الأقصى. عندما يقترب الهواء في الطرف البارد للمبادل الحراري الرئيسي من درجة حرارة التسييل، تنتهي مرحلة التبريد.
يتم الحفاظ على مرحلة التبريد للصندوق البارد لفترة من الوقت، ويتم فحص وإصلاح التسريبات المختلفة والأجزاء الأخرى غير المكتملة. ثم أوقف الماكينة خطوة بخطوة، وابدأ في تحميل رمل اللؤلؤ في الصندوق البارد، وابدأ تشغيل جهاز فصل الهواء خطوة بخطوة بعد التحميل، وأعد الدخول إلى مرحلة التبريد. لاحظ أنه عند بدء تشغيل جهاز فصل الهواء، يستخدم غاز التجديد للمنخل الجزيئي الهواء المنقى بواسطة المنخل الجزيئي. عند بدء تشغيل جهاز فصل الهواء ووجود غاز تجديد كافٍ، يتم استخدام مسار تدفق الأمونيا المتسخة. أثناء عملية التبريد، تنخفض درجة الحرارة في الصندوق البارد تدريجيًا. يجب فتح نظام تعبئة الأمونيا في الصندوق البارد في الوقت المناسب لمنع الضغط السلبي في الصندوق البارد. ثم يتم تبريد الجهاز الموجود في الصندوق البارد بشكل أكبر، ويبدأ الهواء في التسييل، ويبدأ السائل في الظهور في البرج السفلي، وتبدأ عملية التقطير للأبراج العلوية والسفلية في التأسيس. ثم اضبط الصمامات ببطء واحدًا تلو الآخر لجعل فصل الهواء يعمل بشكل طبيعي.
إذا كنت تريد معرفة المزيد من المعلومات، يرجى الاتصال بنا بحرية:
جهة الاتصال: ليان جي
هاتف: 008618069835230
Mail: Lyan.ji@hznuzhuo.com
واتساب: 008618069835230
وي تشات: 008618069835230
وقت النشر: ٢٤ أبريل ٢٠٢٥