我國空分設(shè)備的設(shè)計制造迄今已有60多年的歷史,經(jīng)歷了仿制、引進技術(shù)、自主研發(fā)三個階段:
第一階段為上世紀改革開放前,在計劃經(jīng)濟的指令下,走過了仿制俄羅斯空分機型的石頭蓄冷器切換流程、鋁帶式蓄冷器切換式流程、板翅式換熱器切換流程空分設(shè)備等階段,主要產(chǎn)品等級為1000、3350、6000m3/h空分設(shè)備,當時的設(shè)備存在著產(chǎn)品產(chǎn)量、純度達標難、能耗高、可靠性差的各種不足; 第二階段為上世紀80年代,我國引進了德國林德公司的大型空分設(shè)備設(shè)計制造技術(shù),使我國的中大型空分設(shè)備設(shè)計制造水平迅速提高,空分流程進步到分子篩吸附的全低壓流程,這一時期空分設(shè)備等級主要為6000、10000m3/h; 第三階段上世紀90年代后,以杭氧為代表的我國空分設(shè)備制造業(yè)在消化吸收引進技術(shù)的基礎(chǔ)上,自主研發(fā)了新一代的帶增壓透平膨脹機分子篩吸附、規(guī)整填料精餾塔技術(shù)流程空分設(shè)備,國內(nèi)企業(yè)突破了流程組織、流程計算、精餾計算等空分設(shè)備設(shè)計技術(shù)的難關(guān),掌握了空分設(shè)備設(shè)計制造的全部技術(shù)要領(lǐng),并擁有自主知識產(chǎn)權(quán),使國產(chǎn)空分設(shè)備的產(chǎn)量、純度、氧提取率、單位氧能耗等技術(shù)參數(shù)指標均達到了世界一流水平,國產(chǎn)空分產(chǎn)品最大規(guī)格從10000m3/h,上升到了15000m3/h,這一期間林德、液空等國際大牌企業(yè)看好中國的大型空分設(shè)備市場,在國內(nèi)建合資或獨資公司,并向市場推出20000m3/h及以上規(guī)格的大型空分設(shè)備,而后又推出60000等級以上規(guī)格的大型空分過濾設(shè)備。
經(jīng)過幾十年的沉淀,國產(chǎn)大型、特大型空分過濾設(shè)備在容量規(guī)格不斷增大的過程中,并經(jīng)上百套大型空分設(shè)備的實踐,設(shè)計制造水平也取得很大的進步,杭氧流程掌握了空分流程組織、流程計算、精餾計算、精細制造、安全評估等空分設(shè)備設(shè)計制造技術(shù),在配套部機基本相同的情況下,國產(chǎn)化設(shè)計、制造、成套的大型、特大型空分設(shè)備的如:產(chǎn)品產(chǎn)量、純度、品種、達到壓力、氧提取率、能耗、運行周期等技術(shù)性能指標,已經(jīng)達到了國際一流水平,與外資企業(yè)的產(chǎn)品勢均力敵,以致于外資品牌產(chǎn)品成套價格也大幅度地下降,與國產(chǎn)設(shè)備處在同一水平線上。但是同國外先進水平相較仍有差距。
國產(chǎn)空分設(shè)備成套和配套部機在整體技術(shù)水平能達到國外同類產(chǎn)品水平,但國產(chǎn)設(shè)備往往存在可靠性不高的問題,設(shè)計、制造過程中的精細化管理不夠,各種小錯誤不斷,從而使小問題釀成大問題,這也是用戶在同等條件下選擇進口的主要因素。另外,總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、管道布置等的考慮上,存在粗、大、笨,既浪費材料又不美觀的通病。
? 從空氣過濾器到壓縮機、增壓機、換熱器、容器、泵、閥、各種管材、板材、吸附劑、儀器儀表,需要各行各業(yè)眾多單位的配合協(xié)調(diào),針對空分設(shè)備所需的特別低溫環(huán)境下和氧介質(zhì)環(huán)境下的特殊配套,專門設(shè)計、專業(yè)制造,國內(nèi)未形成系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)鏈,特別是在大型、特大型空分的開發(fā)上,許多環(huán)節(jié)缺乏,造成只能依賴進口或無法滿足成套性能的要求。?
? ? ? ?氣體分離過濾設(shè)備行業(yè)中在經(jīng)歷了高速發(fā)展階段,進入了“新常態(tài)”的發(fā)展期,需求在萎縮,但空分設(shè)備是國家重大裝備的組成部分,大工業(yè)的發(fā)展離不開空分設(shè)備,空分設(shè)備大型化、特大型化、機組集群化成為一種趨勢。特大型化的空分設(shè)備可以直接減少大型冶金、化工項目的空分設(shè)備臺數(shù),進而減少設(shè)備投資、設(shè)備用地和設(shè)備運行、維護的人工工作量,空分設(shè)備大型化與機組集群化,有利于設(shè)備的統(tǒng)一管理,但同時對現(xiàn)場布置優(yōu)化提出更高的要求。?
空分設(shè)備的設(shè)計、制造的精細化是大型空分設(shè)備的發(fā)展趨勢,空分設(shè)備技術(shù)已發(fā)展到了一定的水平,進一步的提高與發(fā)展的空間有限,因此提高大型空分設(shè)備設(shè)計的精確化,制造的精細化程度,是大型空分設(shè)備發(fā)展關(guān)鍵,另外大型、特大型空分設(shè)備在大型工業(yè)化中的重要性,也決定了大型空分設(shè)備越來越要求精制。?
在大型、特大型空分設(shè)備國產(chǎn)化的同時帶動相關(guān)機組、配套部機、配套元器件的國產(chǎn)化,通過與風機、泵閥等行業(yè)共同研發(fā),形成國產(chǎn)空分設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈,進一步提高大型、特大型空分設(shè)備的國產(chǎn)化率,其中:60000m3/h等級及以下成套空分設(shè)備的國產(chǎn)化率從現(xiàn)在的50~70%提高到80%以上,主要是配套空壓機、增壓機的效率與可靠性提高,實現(xiàn)真正的國產(chǎn)化;60000m3/h以上等級成套空分設(shè)備的國產(chǎn)化率從現(xiàn)在的35%提高到60%以上。?
? ? ? ?空分設(shè)備是空氣分離過濾設(shè)備的簡稱,它是以空氣為原料,通過壓縮循環(huán)深度冷凍的方法把空氣變成液態(tài),再經(jīng)過精餾而從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設(shè)備。
? ? ? ?目前我國生產(chǎn)的空分設(shè)備的形式、種類繁多。有生產(chǎn)氣態(tài)氧、氮的裝置,也有生產(chǎn)液態(tài)氧、氮的裝置。但就基本流程而言,主要有四種,即高壓、中壓、高低壓和全低壓流程。?
? ? ? ?空分設(shè)備原理:在應用低溫精餾原理制氧的設(shè)備中,為了保證空氣在低溫區(qū)精餾分離的正常進行,必須在常溫區(qū)對空氣進行過濾、預冷和凈化等預處理??諝庵泻写罅繅m埃,空氣透平壓縮機(簡稱空壓機)在長時間的高速運行中,粉塵會造成機器內(nèi)部的葉輪,葉片等零部件的磨損、腐蝕和結(jié)垢,縮短機器使用壽命,因此必須設(shè)置原料空氣過濾器,以清除空氣中的塵埃。
? ? ? ?經(jīng)空氣透平壓縮機壓縮后的空氣溫度升高至80度以上,導致后續(xù)吸附和換熱不能正常進行,通過設(shè)置空氣預冷系統(tǒng)可以有效的降低進入空分設(shè)備的空氣溫度。
? ? ? ?原料空氣中除了有大量的塵埃外,還有水分,二氧化碳,和乙炔等碳氫化合物,現(xiàn)代空分過濾設(shè)備大多數(shù)采用分子篩純化系統(tǒng)來過濾掉這些雜質(zhì),以提高進入冷箱空氣的潔凈度,防止水分和二氧化碳濃縮而威脅空分設(shè)備的正常運行。因此,氣體過濾設(shè)備、凈化設(shè)備是空分設(shè)備內(nèi)不可缺少的一個組成部分。?