شركة هانغتشو نوزو للتكنولوجيا المحدودة

تُعدّ وحدة فصل الهواء KDON-32000/19000 الوحدة الهندسية العامة الداعمة الرئيسية لمشروع الإيثيلين جليكول الذي تبلغ طاقته الإنتاجية 200,000 طن/سنة. وتُزوّد ​​هذه الوحدة بشكل أساسي وحدة التغويز المضغوط، ووحدة تصنيع الإيثيلين جليكول، ووحدة استخلاص الكبريت، ووحدة معالجة مياه الصرف الصحي بالهيدروجين الخام، كما تُزوّد ​​مختلف وحدات مشروع الإيثيلين جليكول بالنيتروجين عالي ومنخفض الضغط لأغراض التطهير والتشغيل، بالإضافة إلى تزويدها بهواء الوحدة وهواء الأجهزة.

مصنع نوزو الصيني لإنتاج النيتروجين المبرد، ووحدة فصل الهواء، ونظام مولد النيتروجين، ومصنع الأكسجين المبرد، ومصنع وموردو السوائل | نوزو

أ. العملية التقنية

تم تصميم وتصنيع جهاز فصل الهواء KDON32000/19000 من قبل شركة نيودرافت، ويعتمد على مخطط تدفق العمليات التالي: تنقية كاملة بالامتزاز الجزيئي تحت ضغط منخفض، تبريد بآلية تمدد توربينية معززة للهواء، ضغط داخلي للأكسجين في المنتج، ضغط خارجي للنيتروجين تحت ضغط منخفض، وتدوير معزز للهواء. يستخدم البرج السفلي برجًا عالي الكفاءة بألواح غربلة، بينما يستخدم البرج العلوي تعبئة هيكلية وعملية تقطير كاملة لإنتاج الأرجون الخالي من الهيدروجين.

يُسحب الهواء الخام من المدخل، ويُزال الغبار والشوائب الميكانيكية الأخرى بواسطة فلتر هواء ذاتي التنظيف. يدخل الهواء بعد الفلتر إلى ضاغط طرد مركزي، وبعد ضغطه، يدخل إلى برج تبريد الهواء. أثناء التبريد، يُزال أيضًا الشوائب سهلة الذوبان في الماء. بعد خروج الهواء من برج التبريد، يدخل إلى جهاز تنقية الهواء ذي المنخل الجزيئي للتبديل. يُمتص ثاني أكسيد الكربون والأسيتيلين والرطوبة من الهواء. يعمل جهاز تنقية الهواء ذو ​​المنخل الجزيئي بنظام تبديل ثنائي، أحدهما تشغيل والآخر تجديد. تبلغ دورة عمل جهاز التنقية حوالي 8 ساعات، ويتم تبديل كل جهاز مرة كل 4 ساعات، ويتم التحكم في التبديل التلقائي بواسطة برنامج قابل للتعديل.

ينقسم الهواء الخارج من جهاز امتزاز المنخل الجزيئي إلى ثلاثة تيارات: يُستخرج تيارٌ مباشرةً من جهاز الامتزاز ليُستخدم كهواءٍ لأجهزة فصل الهواء، ويدخل تيارٌ آخر إلى مبادل حراري ذي زعانف صفائحية منخفض الضغط، حيث يُبرَّد بتدفق الأمونيا الملوثة، ثم يدخل إلى البرج السفلي، ويتجه تيارٌ ثالث إلى معزز الهواء، حيث ينقسم إلى تيارين بعد المرحلة الأولى من الضغط. يُستخرج تيارٌ ثالث مباشرةً ويُستخدم كهواءٍ لأجهزة النظام بعد خفض ضغطه، بينما يستمر ضغط التيار الرابع في المعزز، ثم ينقسم إلى تيارين بعد المرحلة الثانية من الضغط. يُستخرج تيارٌ رابع ويُبرَّد إلى درجة حرارة الغرفة، ثم يتجه إلى نهاية معزز التوربين لمزيدٍ من الضغط، ثم يُستخرج عبر مبادل حراري عالي الضغط ليدخل إلى الموسع للتمدد والعمل. يدخل الهواء الرطب المتمدد إلى فاصل الغاز والسائل، ثم يدخل الهواء المفصول إلى البرج السفلي. يدخل الهواء السائل المستخرج من فاصل الغاز والسائل إلى البرج السفلي كهواء سائل مرتد، بينما يستمر ضغط التيار الآخر في المعزز حتى مرحلة الضغط النهائية، ثم يُبرد إلى درجة حرارة الغرفة بواسطة المبرد ويدخل إلى مبادل حراري ذي زعانف صفائحية عالي الضغط لتبادل الحرارة مع الأكسجين السائل والنيتروجين الملوث المرتد. يُسال هذا الجزء من الهواء عالي الضغط. بعد استخراج الهواء السائل من أسفل المبادل الحراري، يدخل إلى البرج السفلي بعد خنقه. بعد التقطير الأولي للهواء في البرج السفلي، نحصل على هواء سائل قليل الأكسجين، وهواء سائل غني بالأكسجين، ونيتروجين سائل نقي، وأمونيا عالية النقاء. يُبرد الهواء السائل قليل الأكسجين، والهواء السائل الغني بالأكسجين، والنيتروجين السائل النقي تبريدًا فائقًا في المبرد ويُخنق إلى البرج العلوي لمزيد من التقطير. يُضغط الأكسجين السائل المُستخلص من أسفل البرج العلوي بواسطة مضخة الأكسجين السائل، ثم يدخل إلى مبادل حراري ذي زعانف صفائحية عالي الضغط لإعادة تسخينه، ثم يدخل إلى شبكة أنابيب الأكسجين. يُستخلص النيتروجين السائل المُستخلص من أعلى البرج السفلي ويدخل إلى خزان تخزين الأمونيا السائلة. تُعاد تسخين الأمونيا عالية النقاوة المُستخلصة من أعلى البرج السفلي بواسطة مبادل حراري منخفض الضغط، ثم تدخل إلى شبكة أنابيب الأمونيا. يُعاد تسخين النيتروجين منخفض الضغط المُستخلص من الجزء العلوي من البرج العلوي بواسطة مبادل حراري ذي زعانف صفائحية منخفض الضغط، ثم يخرج من صندوق التبريد، ثم يُضغط إلى 0.45 ميجا باسكال بواسطة ضاغط النيتروجين، ثم يدخل إلى شبكة أنابيب الأمونيا. تُستخلص كمية معينة من الأرجون من منتصف البرج العلوي وتُرسل إلى برج الزينون الخام. يُقطر 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، يُستخلص الزينون السائل المكرر من أسفل البرج. يُسحب غاز الأمونيا الملوث من الجزء العلوي للبرج، وبعد إعادة تسخينه بواسطة المبرد، والمبادل الحراري ذي الزعانف الصفيحية منخفض الضغط، والمبادل الحراري ذي الزعانف الصفيحية عالي الضغط، ثم يخرج من صندوق التبريد، يُقسم إلى قسمين: يدخل أحدهما إلى سخان البخار لنظام تنقية المنخل الجزيئي كغاز لتجديد المنخل الجزيئي، بينما يذهب غاز النيتروجين الملوث المتبقي إلى برج التبريد المائي. عند الحاجة إلى تشغيل نظام الأكسجين السائل الاحتياطي، يُحوّل الأكسجين السائل من خزان تخزين الأكسجين السائل إلى مبخر الأكسجين السائل عبر صمام التنظيم، ثم يدخل إلى شبكة أنابيب الأكسجين بعد الحصول على أكسجين منخفض الضغط. عندما يحتاج نظام النسخ الاحتياطي للنيتروجين السائل إلى التشغيل، يتم تحويل الأمونيا السائلة الموجودة في خزان تخزين النيتروجين السائل إلى مبخر الأكسجين السائل من خلال صمام التنظيم، ثم يتم ضغطها بواسطة ضاغط الأمونيا للحصول على نيتروجين عالي الضغط وأمونيا منخفضة الضغط، ثم تدخل إلى شبكة أنابيب النيتروجين.

ب. نظام التحكم

وفقًا لحجم وخصائص عملية معدات فصل الهواء، يُعتمد نظام التحكم الموزع DCS، بالاقتران مع اختيار أنظمة DCS متطورة عالميًا، وأجهزة تحليل صمامات التحكم المتصلة بالإنترنت، ومكونات قياس وتحكم أخرى. إضافةً إلى قدرته على إتمام عملية التحكم في وحدة فصل الهواء، فإنه يُفعّل أيضًا وضع جميع صمامات التحكم في وضع آمن عند إيقاف تشغيل الوحدة في حالة وقوع حادث، وتدخل المضخات المعنية في حالة تعشيق أمان لضمان سلامة وحدة فصل الهواء. تستخدم وحدات ضواغط التوربينات الكبيرة أنظمة تحكم ITCC (أنظمة التحكم المتكاملة لوحدات ضواغط التوربينات) لإتمام وظائف التحكم في تجاوز السرعة، والتحكم في قطع التيار في حالات الطوارئ، والتحكم في مقاومة الارتفاع المفاجئ للتيار، ويمكنها إرسال إشارات إلى نظام التحكم DCS عبر التوصيل السلكي والاتصال.

ج. نقاط المراقبة الرئيسية لوحدة فصل الهواء

تحليل نقاء غازي الأكسجين والنيتروجين الخارجين من المبادل الحراري ذي الضغط المنخفض، وتحليل نقاء الهواء السائل في البرج السفلي، وتحليل النيتروجين السائل النقي في البرج السفلي، وتحليل نقاء الغاز الخارج من البرج العلوي، وتحليل نقاء الغاز الداخل إلى المبرد الفرعي، وتحليل نقاء الأكسجين السائل في البرج العلوي، ودرجة الحرارة بعد صمام التدفق الثابت للهواء السائل المرتجع من مكثف الخام، ومؤشر الضغط ومستوى السائل في فاصل الغاز والسائل في برج التقطير، ومؤشر درجة حرارة غاز النيتروجين الملوث الخارج من المبادل الحراري ذي الضغط العالي، وتحليل نقاء الهواء الداخل إلى المبادل الحراري ذي الضغط المنخفض، ودرجة حرارة الهواء الخارج من المبادل الحراري ذي الضغط العالي، ودرجة حرارة وفرق درجة حرارة غاز الأمونيا الملوث الخارج من المبادل الحراري، وتحليل الغاز عند منفذ استخلاص جزء الزينون في البرج العلوي: كل ذلك لجمع البيانات أثناء بدء التشغيل والتشغيل العادي، وهو أمر مفيد لضبط ظروف تشغيل وحدة فصل الهواء وضمان التشغيل الطبيعي لمعدات فصل الهواء. تحليل محتوى أكسيد النيتروز والأسيتيلين في نظام التبريد الرئيسي، وتحليل محتوى الرطوبة في هواء التعزيز: وذلك لمنع دخول الهواء المحمل بالرطوبة إلى نظام التقطير، مما قد يتسبب في تصلب وانسداد قناة المبادل الحراري، وبالتالي التأثير على مساحة المبادل الحراري وكفاءته. كما أن تراكم الأسيتيلين في نظام التبريد الرئيسي قد يؤدي إلى انفجاره عند تجاوزه قيمة معينة. بالإضافة إلى ذلك، يتم قياس تدفق غاز مانع تسرب عمود مضخة الأكسجين السائل، وتحليل الضغط، ودرجة حرارة سخان محمل مضخة الأكسجين السائل، ودرجة حرارة غاز مانع التسرب المتاهة، ودرجة حرارة الهواء السائل بعد التمدد، وضغط غاز مانع تسرب الموسع، وتدفقه، ومؤشر فرق الضغط، وضغط زيت التشحيم، ومستوى الزيت في الخزان، ودرجة حرارة الجزء الخلفي من مبرد الزيت، ونهاية تمدد موسع التوربين، وتدفق مدخل الزيت عند نهاية التعزيز، ودرجة حرارة المحمل، ومؤشر الاهتزاز: كل ذلك لضمان التشغيل الآمن والطبيعي لموسع التوربين ومضخة الأكسجين السائل، وبالتالي ضمان التشغيل الطبيعي لتجزئة الهواء.

مؤشر ضغط التسخين الرئيسي للمنخل الجزيئي، وتحليل التدفق، ودرجات حرارة مدخل ومخرج هواء المنخل الجزيئي (النيتروجين الملوث)، ومؤشر الضغط، ودرجة حرارة وتدفق غاز تجديد المنخل الجزيئي، ومؤشر مقاومة نظام التنقية، ومؤشر فرق الضغط عند مخرج المنخل الجزيئي، ودرجة حرارة مدخل البخار، وإنذار مؤشر الضغط، وإنذار تحليل الماء (H2O) لسخان مخرج غاز التجديد، وإنذار درجة حرارة مخرج المكثفات، وتحليل ثاني أكسيد الكربون (CO2) عند مخرج هواء المنخل الجزيئي، ومؤشر تدفق الهواء عند مدخل البرج السفلي والمعزز: لضمان التشغيل الطبيعي لنظام امتصاص المنخل الجزيئي، ولضمان انخفاض محتوى ثاني أكسيد الكربون والماء (CO2O) في الهواء الداخل إلى صندوق التبريد. مؤشر ضغط هواء الأجهزة: لضمان وصول ضغط هواء الأجهزة المستخدم في فصل الهواء، وضغط هواء الأجهزة المُزوَّد لشبكة الأنابيب إلى 0.6 ميجا باسكال (G) لضمان التشغيل الطبيعي للإنتاج.

د- خصائص وحدة فصل الهواء

1. خصائص العملية

نظراً لارتفاع ضغط الأكسجين في مشروع الإيثيلين جليكول، يعتمد جهاز فصل الهواء KDON32000/19000 على دورة تعزيز الهواء، وضغط الأكسجين السائل داخلياً، وضغط الأمونيا خارجياً. أي أنه يتم دمج معزز الهواء + مضخة الأكسجين السائل + موسع التوربين المعزز مع نظام مبادل حراري مُصمم بشكل مناسب، وذلك لاستبدال ضاغط الأكسجين الخارجي. يقلل هذا من مخاطر السلامة الناجمة عن استخدام ضواغط الأكسجين في عملية الضغط الخارجي. في الوقت نفسه، تضمن الكمية الكبيرة من الأكسجين السائل المُستخرج بواسطة التبريد الرئيسي تقليل احتمالية تراكم الهيدروكربونات في الأكسجين السائل المُبرد، مما يضمن التشغيل الآمن لجهاز فصل الهواء. تتميز عملية الضغط الداخلي بانخفاض تكاليف الاستثمار وتكوين أكثر كفاءة.

2. خصائص معدات فصل الهواء

تم تجهيز فلتر الهواء ذاتي التنظيف بنظام تحكم آلي، قادر على إجراء عملية التنظيف العكسي تلقائيًا مع ضبط البرنامج وفقًا لقيمة المقاومة. يعتمد نظام التبريد المسبق على برج تعبئة عشوائي عالي الكفاءة ومنخفض المقاومة، بينما يعتمد موزع السائل على موزع جديد عالي الكفاءة ومتطور، يضمن التلامس الكامل بين الماء والهواء، بالإضافة إلى ضمان كفاءة التبادل الحراري. تم تركيب مزيل رطوبة شبكي في الأعلى لضمان خلو الهواء الخارج من برج التبريد من الماء. يعتمد نظام الامتزاز باستخدام المنخل الجزيئي على دورة طويلة وطبقة مزدوجة للتنقية. يعتمد نظام التبديل على تقنية تحكم سلسة وخالية من الصدمات، ويُستخدم سخان بخار خاص لمنع تسرب بخار التسخين إلى جانب النيتروجين الملوث أثناء مرحلة التجديد.

تعتمد عملية نظام برج التقطير بأكملها على حسابات محاكاة باستخدام برامج ASPEN وHYSYS المتطورة عالميًا. يستخدم البرج السفلي برجًا عالي الكفاءة مزودًا بألواح غربلة، بينما يستخدم البرج العلوي برجًا عاديًا للتعبئة لضمان معدل استخلاص عالٍ وتقليل استهلاك الطاقة.

هـ. مناقشة عملية تفريغ وتحميل المركبات المكيفة

1. الشروط التي يجب استيفاؤها قبل بدء عملية فصل الهواء:

قبل البدء، قم بتنظيم وكتابة خطة بدء التشغيل، بما في ذلك عملية بدء التشغيل والتعامل مع الحوادث الطارئة، وما إلى ذلك. يجب تنفيذ جميع العمليات أثناء عملية بدء التشغيل في الموقع.

اكتملت عمليات تنظيف وشطف واختبار نظام زيت التشحيم. قبل تشغيل مضخة زيت التشحيم، يجب إضافة غاز مانع للتسرب لمنع تسرب الزيت. في البداية، يجب إجراء عملية ترشيح ذاتية الدوران لخزان زيت التشحيم. عند الوصول إلى درجة معينة من النظافة، يتم توصيل خط أنابيب الزيت للشطف والترشيح، مع إضافة ورق ترشيح قبل دخوله إلى الضاغط والتوربين، ويتم استبداله باستمرار لضمان نظافة الزيت الداخل إلى المعدات. اكتملت عمليات شطف وتشغيل نظام المياه المتداولة، ونظام تنظيف المياه، ونظام تصريف فصل الهواء. قبل التركيب، يجب إزالة الشحوم من خط أنابيب الأكسجين المُخصب لفصل الهواء، ومعالجته بالتخليل والتخميل، ثم ملؤه بغاز مانع للتسرب. تم تركيب ومعايرة خطوط الأنابيب والآلات والأجهزة الكهربائية (باستثناء أجهزة التحليل وأجهزة القياس) الخاصة بمعدات فصل الهواء لتكون مطابقة للمواصفات.

جميع مضخات المياه الميكانيكية العاملة، ومضخات الأكسجين السائل، وضواغط الهواء، والمعززات، وموسعات التوربينات، وما إلى ذلك، لديها شروط التشغيل، ويجب اختبار بعضها على آلة واحدة أولاً.

نظام تبديل المنخل الجزيئي جاهز للتشغيل، وقد تم التأكد من قدرة برنامج التبديل الجزيئي على العمل بشكل طبيعي. اكتمل تسخين وتفريغ خط أنابيب البخار عالي الضغط. تم تشغيل نظام هواء الأجهزة الاحتياطي، مع الحفاظ على ضغط هواء الأجهزة فوق 0.6 ميجا باسكال (مقياس).

2. تنظيف أنابيب وحدة فصل الهواء

شغّل نظام زيت التشحيم ونظام غاز منع التسرب لتوربين البخار، وضاغط الهواء، ومضخة مياه التبريد. قبل تشغيل ضاغط الهواء، افتح صمام التهوية الخاص به، وأغلق مدخل الهواء لبرج التبريد بلوحة مانعة للتسرب. بعد تنظيف أنبوب مخرج ضاغط الهواء، ووصول ضغط العادم إلى ضغط العادم المقنن، وتحقق هدف تنظيف خط الأنابيب، يتم توصيل أنبوب مدخل برج تبريد الهواء، وتشغيل نظام التبريد المسبق للهواء (قبل التنظيف، يجب عدم ملء حشوة برج تبريد الهواء؛ ويجب فصل شفة مدخل ماص المنخل الجزيئي)، والانتظار حتى يتحقق الهدف، ثم تشغيل نظام تنقية المنخل الجزيئي (قبل التنظيف، يجب عدم ملء مادة ماصة المنخل الجزيئي؛ ويجب فصل شفة مدخل صندوق التبريد)، وإيقاف ضاغط الهواء حتى يتحقق الهدف، وملء حشوة برج تبريد الهواء ومادة ماصة المنخل الجزيئي، وإعادة تشغيل المرشح، والتوربين البخاري، وضاغط الهواء، ونظام التبريد المسبق للهواء، ونظام امتصاص المنخل الجزيئي بعد الملء، لمدة أسبوعين على الأقل من التشغيل العادي بعد التجديد والتبريد وزيادة الضغط والامتصاص وخفض الضغط. بعد فترة تسخين، يمكن نفخ أنابيب الهواء في النظام بعد وحدة امتصاص المنخل الجزيئي والأنابيب الداخلية لبرج التقطير. يشمل ذلك المبادلات الحرارية عالية الضغط، والمبادلات الحرارية منخفضة الضغط، ومعززات الهواء، وموسعات التوربينات، ومعدات البرج الخاصة بفصل الهواء. يجب الحرص على التحكم في تدفق الهواء الداخل إلى نظام تنقية المنخل الجزيئي لتجنب مقاومة المنخل الجزيئي الزائدة التي قد تُلحق الضرر بطبقة الامتزاز. قبل نفخ برج التقطير، يجب تزويد جميع أنابيب الهواء الداخلة إلى صندوق التبريد الخاص ببرج التقطير بمرشحات مؤقتة لمنع دخول الغبار، وخبث اللحام، والشوائب الأخرى إلى المبادل الحراري وتأثيرها على كفاءة التبادل الحراري. يُشغل نظام زيت التشحيم وغاز منع التسرب قبل نفخ موسع التوربينات ومضخة الأكسجين السائل. يجب إغلاق جميع نقاط منع تسرب الغاز في معدات فصل الهواء، بما في ذلك فوهة موسع التوربينات.

3. التبريد الأولي والتشغيل النهائي لوحدة فصل الهواء

يتم تفريغ جميع الأنابيب خارج الصندوق البارد، ويتم تسخين جميع الأنابيب والمعدات داخل الصندوق البارد وتفريغها لتلبية شروط التبريد والتحضير لاختبار التبريد المباشر.

عند بدء تبريد برج التقطير، لا يستطيع الهواء الخارج من ضاغط الهواء الدخول إلى البرج بالكامل. يُصرّف الهواء المضغوط الزائد إلى الغلاف الجوي عبر صمام التهوية، مما يحافظ على ضغط تصريف ضاغط الهواء ثابتًا. ومع انخفاض درجة حرارة كل جزء من أجزاء برج التقطير تدريجيًا، تزداد كمية الهواء المستنشق تدريجيًا. في هذه المرحلة، يُرسل جزء من غاز الارتداد في برج التقطير إلى برج التبريد المائي. يجب أن تتم عملية التبريد ببطء وانتظام، بمعدل تبريد متوسط ​​يتراوح بين 1 و2 درجة مئوية في الساعة، لضمان توحيد درجة حرارة كل جزء. خلال عملية التبريد، يجب الحفاظ على قدرة تبريد موسع الغاز عند أقصى حد. عندما تقترب درجة حرارة الهواء عند الطرف البارد للمبادل الحراري الرئيسي من درجة حرارة التسييل، تنتهي مرحلة التبريد.

تُحافظ وحدة التبريد على مرحلة التبريد لفترة زمنية محددة، ويتم فحص وإصلاح أي تسريبات أو أجزاء غير مكتملة. بعد ذلك، يتم إيقاف الجهاز تدريجيًا، ثم يبدأ تحميل رمل اللؤلؤ في وحدة التبريد، ويتم تشغيل جهاز فصل الهواء تدريجيًا بعد التحميل، ثم يُعاد إدخاله إلى مرحلة التبريد. تجدر الإشارة إلى أنه عند تشغيل جهاز فصل الهواء، يستخدم غاز التجديد الخاص بالمنخل الجزيئي الهواء المُنقّى بواسطة المنخل الجزيئي. عند تشغيل جهاز فصل الهواء وتوفر كمية كافية من غاز التجديد، يُستخدم مسار تدفق الأمونيا غير النقية. خلال عملية التبريد، تنخفض درجة الحرارة داخل وحدة التبريد تدريجيًا. يجب فتح نظام تعبئة الأمونيا في وحدة التبريد في الوقت المناسب لمنع حدوث ضغط سلبي داخلها. بعد ذلك، يتم تبريد الجهاز داخل وحدة التبريد بشكل أكبر، ويبدأ الهواء بالتسييل، ويبدأ السائل بالظهور في البرج السفلي، وتبدأ عملية التقطير في البرجين العلوي والسفلي. ثم يتم ضبط الصمامات ببطء واحدًا تلو الآخر لضمان تشغيل جهاز فصل الهواء بشكل طبيعي.

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد من المعلومات، فيُرجى الاتصال بنا بحرية:

للتواصل: ليان.جي

رقم الهاتف: 008618069835230

Mail: Lyan.ji@hznuzhuo.com

واتساب: 008618069835230

WeChat: 008618069835230