国内大型空分设备的技术要点与创新方向

边　羽（本钢板材股份有限公司能源总厂,辽宁　本溪　117000）



国内大型空分设备的技术要点与创新方向

边羽
（本钢板材股份有限公司能源总厂,辽宁本溪117000）

摘 要：国际经济环境的稳定成熟、国内市场经济的建设发展，为各行各业提供了优越的发展机会与发展空间。国内石化行业中的石油开发采取、石油炼制、成品及副产品销售、油气运输储藏、化工制品的生产等项目，需要加强生产经营策略、提高科技创新能力，在此过程中，大型空分设备的生产技术是决定化工企业制造生产能力的关键点。有关企业和技术人员应当加强对大型空分设备的生产技术研发和科技创新，提高大型空分设备的使用性能，增强大型空分设备的智能化、功能化，通过大型空分设备的生产技术提高优化，为化工企业的发展提供助力。下文中，笔者将从个人工作经验出发，总结当前我国大型空分设备的生产技术情况，分析大型空分设备的技术要点与创新方向，最后对仪表自动化设备的技术管理提出个人看法观点。

关键词：石化行业企业；大型空分设备；生产技术创新；仪表自动化；制造规模

0　引言

大型空分设备是石化行业、石化企业在生产制造过程中使用的重要仪器设备，其运作机械原理是实现对空气的降温冷却，同时以增压方式让空气的体积变小、转化为液态，根据空气中各组成气体之间的沸点差异，让液化物与气体充分接触并发生反应，在热质交换原理的作用下，实现高纯度气体的分离。我国很多知名石化企业通过学习借鉴国外先进仪器设备的生产经验和生产方案，并在技术研发、科技创新活动的带领帮助下，已经具备设计、生产制造先进大型空分设备的技术能力，能够与其他国际先进设备生产制造厂商进行竞争，全面提高了我国石化机械设备设计、制造生产工艺水平。

1　现阶段国内大型空分设备的设计、制造生产技术概况

最近的数据调查分析显示，国内生产制造大型空分设备的化工企业，在机械设计、制造生产工艺研发等领域中表现优异，其中部分企业的机械设计水平、设备生产制造工艺已经具备国际领先水平。其具体情况总结分析如下。

（1）大型空分设备的生产制造规模扩大化。石油开发采取炼制、成品及副产品销售、油气运输储藏、化工制品生产等行业的集团化发展趋势，对化工生产机械设备的功能性质、使用性质提出了更高的标准要求，化工机械设备需要满足生产制造规模逐渐发展壮大的经营需求。因此体现在大型空分设备管理方面，表现为大型空分设备一方面应当具备更高的生产能力，另一方面还应当提高其配套生产能力。随着化工行业的崛起建设，国际、国内市场上需要更多数量的大型空分设备投入到化工生产过程中。从现实情况分析，我国化工企业亟需在现有基础上，提高大型空分设备的机械设计水平和生产制造工艺，增强企业产品的科技含量，提高企业的综合竞争力，与国际大型化工设备制造厂商企业进行健康、良好的竞争，在国际机械设备制造领域争夺领先地位。我国部分制造企业不断学习国际先进机械技术，加强对机械设备的研发，将新型生产制造技术应用在大型空分设备的设计方案当中，创新技术应用，取得明显实效。

（2）大型空分设备的机械设计方案优化、丰富制造工艺的种类。在对我国化工设备生产企业情况进行统计的基础上，笔者发现化工设备生产企业已经突破了传统的设备制造管理流程，在新型空分设备生产过程中，更加注意客户对大型空分设备的性能要求、功能要求，根据客户意见制定大型空分设备的设计方案、生产制造方法，因此出现了生产制造工艺的多样化、种类丰富。部分大型空分设备生产企业一方面借鉴使用国际上最先进的数据计算系统和计算软件，通过数据系统的构建、数据软件的计算帮助，不断提高大型空分设备的机械设计水平。

（3）优化大型空分设备中的转动功能设备设计方案。转动功能设备为大型空分设备提供气体来源，其优化设计方案将显著提高大型空分设备的运作效能与安全稳定性能，降低大型空分设备的使用能耗数值。

2　大型空分设备的设计、制造生产技术要点与改革

从我国近些年的化工机械生产制造过程和经验成果总结上看，大型空分设备的生产制造工艺历经生产变革与技术创新，已经日趋成熟完善并能够与国际一流机械制造工艺水平相当。为了在此基础上，继续提高大型空分设备的机械设计水准，实现大型空分设备生产的集中化、规模扩大化，还应当继续加强科技创新能力。

（1）液体膨胀机取代传统的高压节流阀。液体膨胀机能够达到节能的目的，当液体在膨胀的过程中其焓值会降低，这样就更容易下塔的精馏，能够提高空分设备氧气的提取率。

（2）单套空分设备向大规模方向发展。我国现在用的空分设备主要是5-6万级，解决8万级空分设备存在的一些技术上的难题是现阶段的难题。我国的最终目的是实现生产10万等级空分设备，需要不断摸索着总结技术难点并且积极寻找解决方案。

（3）提高关键部机的效率。这里的关键部机主要是指冷凝蒸发器与筛板下塔，我国目前的筛板下塔阻力在16-20KPa，要是可以采用规整填料塔，那么阻力就会减少到到4-5KPa。阻力减少带来的直接经济效益就是我国每年至少可以节约30-40万元的电费，要想更加节约资金，就需要把规整填料进一步精馏以减少填料下塔的高度，基于此，我国目前正在积极地研究新的精馏方案。

3　化工仪表自动化设备的要点与改革

（1）控制系统优化。目前我国化工企业大部分设备装置还是采用传统的常规控制系统，其中大部分还是采用PID控制系统，基于此，导致自动化设备的潜力并没有全面的被发挥出来，所以开发及优化控制系统是自动化设备的发展必然趋势。

（2）过程控制。分散控制系统、编程控制器、自动化系统随着计算机技术与网络技术的不断成熟，本着开放化、标准化的原则，采取国内外市场通用硬软件的方法，将向着开放的分布式监控控制系统发展。

综上所述，在对我国现阶段化工行业大型空分设备生产制造能力水平的统计分析之下，我国化工设备制造企业需要注意生产规模上的扩大化趋势、机械设计的方案优化、丰富制造工艺的种类等现实发展要求，不断根据经济市场发展需求和客户应用需求，调整优化大型空分设备的机械设计方案，增加大型空分设备的科学技术含量。

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.028