Описание технологической схемы
Установка работает по схеме высокого давления с детандером, колонной однократной ректификации и насосом жидкого азота (рис. 2.9).
Воздух высокого давления после 5-й ступени компрессора поступает в ожижитель VI блока разделения, затем в блок предварительного охлаждения, после чего в блок комплексной очистки. Затем осушенный и очищенный воздух направляется в основной теплообменник V, где охлаждается за счет обратного потока отбросного газа (жидкостный режим). Далее воздух проходит змеевик испарителя, после чего дросселируется в вентиле Р-1 и виде парожидкостной смеси поступает на 5-ю тарелку колонны I. Тепло, отданное воздухом высокого давления в испарителе, передается жидкому, обогащенному кислородом воздуху и частично его испаряет. Поднимающиеся вверх пары при контакте со стекающей по тарелкам жидкостью обогащаются азотом, а жидкость – кислородом. Пары азота поступают в трубное пространство конденсатора, где конденсируются за счет кипения жидкости в межтрубном пространстве, непрерывно подаваемой из испарителя через дроссельный вентиль Р-2. Одна часть сконденсировавшегося жидкого азота сливается на тарелки колонны и вступает в ректификацию, а другая попадает в карманы конденсатора, откуда, проходя переохладитель III, отбирается к насосу X (газовый режим) через фильтр VIII или через вентиль Р-3 в емкость.
Рис. 2.9. Технологическая схема установки АЖА – 0,04
Насос перекачивает жидкий азот в основной теплообменник V, где он испаряется и частично нагревается за счет прямого потока воздуха. Затем, пройдя ожижитель VI, азот нагревается до температуры на 3-5 °C ниже температуры поступающего в ожижитель воздуха и идет на рампу для наполнения баллонов.
При работе жидкостного насоса имеются утечки азота, которые возвращаются обратно в карманы конденсатора проходя по пути фильтр IX.
В ряде случаев (при пуске блока разделения для сокращения пускового периода, при работе на жидкий азот, а также при работе на газообразный азот в условиях тропического климата) часть воздуха направляется в детандер через вентиль З-24. После поршневого детандера поток воздуха проходит через фильтр VII, очищаясь от масла, уносимого из детандера. Далее поступает в детандерный теплообменник, и охладившись в нем до температуры насыщения за счет потока отбросного газа, поступает в колонну. На линии из фильтра детандерного воздуха в детандерный теплообменник поставлен обратный клапан ОК-1 для того, чтобы жидкость испарителя не попала в фильтр детандерного воздуха (при сбросе избыточного давления перед фильтром или неисправности предохранительного клапана), поскольку это может привести к взрыву.
Эксплуатация блока разделения
Основными регулирующими вентилями блока разделения являются: Р-1, Р-2, З-8.
Вентилем Р-1 регулируется давление поступающего воздуха в блок разделения.
Вентилем Р-2 регулируется подача жидкого воздуха в межтрубное пространство конденсатора и уровень в испарителе.
Вентилем З-8 регулируется температура воздуха, поступающего на блок очистки после ожижителя. При комплектации установки блоком предварительного охлаждения данный вентиль закрыт. При открытии вентиля уменьшается холодопроизводительность аппарата, что приводит к снижению уровней жидкости. Для компенсации холодопотерь необходимо поддерживать рабочее давление таковым, чтобы не происходило падение уровней.