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空气储存系统的应用 |
| 作者：admin 发表时间：2010-3-29 13:12:43 阅读：次 |
空气储存系统的应用
摘要：本文介绍了在压缩空气系统中增加一套空气储存系统，可以使在发生全厂停电事敌时，各用气设备能安全停车，从而避免不必要的损失。
关键词：空气压缩机；压缩空气，仪表空气；储存系统，管网
一、日U百
压缩空气在钢铁厂、化工厂、炼油厂、热电厂等生
产装置及辅助设备上应用广泛，所起的作用举足轻重。
如果一旦发生全厂停电事故，空气压缩机因停电不能正
常运行而使空气管网断气，各用气设备在没有压缩空气
的情况下，将无法安全停车，各用气设备也必然受到损
坏，损失可想而知。如果在压缩空气系统中增加一套空
气储存系统，就会避免上述后果。
二、仪表空气储存系统
众所周知，空气具有可压缩性，经空气压缩机做机
械功使本身体积缩小、压力提高后的空气叫压缩空气。
压缩空气经过净化、干燥后成为仪表空气，仪表空气主
要用于操作气动自控仪表，在钢铁厂、化工厂、炼油厂、
热电厂等有很多生产装置和辅助设备，其中有大量的气
动自控仪表。如果一旦发生全厂停电事故，空气压缩机
停止运行，仪表空气管网中自然也不会有仪表空气，这
样就会导致气动自控仪表无法工作，各用气设备等就不
能实现安全停车。在这种情况下，我们设置一套仪表空
L总第33期
气储存系统，将会避免各用气设备因没有仪表空气无法
安全停车而受到损坏。具体见图1仪表空气储存系统流
程图。
从图1可以看出，细线部分流程为压缩空气系统正
常运行模式，粗线部分流程为仪表空气储存系统。在这
个流程中，增压机将仪表空气通过再一次压缩变成压力
更高的仪表空气储存在仪表空气储罐中，仪表空气储罐
后安装一个调节阀，增压机和仪表空气储罐中间安装一
个止回阀。增压机自身有一套联锁控制，当仪表空气储
罐中的压力达到所设定的值时，增压机自动停止工作，
当仪表空气储罐中的压力低于所设定的压力值时，增压
机自动运行向仪表空气储罐充气，使仪表空气储罐中所
储存的仪表空气始终能满足当全厂发生停电事故时，各
生产装置能实现安全停车。从全厂发生停电事故到各生
产装置安全停车这段时间就是作为仪表空气储罐的容积
大小确定的依据之一，这个时间可以视各厂具体情况而
定。另外再定一个仪表空气储罐中所储存仪表空气的压
力，这个压力也是增压机的排气压力，从而就可以确定
仪表空气储罐的容积。由于在增压机和仪表空气储罐之
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图1仪表空气储存系统流程图
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田2压缩空气系统流程图
间装设有止回阀，因此仪表空气储罐中的仪表空气不会
返回到增压机中，当发生全场停电事故时，仪表空气管
网中的空气压力会迅速下降，当下降到某一设定值时，
将联锁并打开仪表空气罐后的调节阀，将仪表空气罐中
的高压仪表空气调节到低压可使用的仪表空气后送入仪
表空气管网，通过管网送至用气设备，以达到各用气设
备安全停车的目的。
三、工程实例
(一)工程概述
本工程是中国石化股份公司天津分公司100万吨，
年乙烯及配套项目乙烯工程公用工程空压站。乙烯工程
的生产装置和辅助设施使用仪表空气。
乙烯工程新建空压站除供给乙烯工程本区所需的仪
表空气和装置空气，同时供给热电工程所需的仪表空
气，并集中设置全厂仪表空气事故储存系统。空压站主
要包括空气预净化和压缩系统、仪表空气净化干燥和储
存系统、仪表空气事故储存和备用系统及辅助设施等。
(二)本工程压缩空气系统的工艺流程简介
从图2中可以看出，室外大气由自洁式空气过滤器
吸入并过滤后进入离心式空气压缩机进行压缩、冷却，
空气在离心式空气压缩机中经过三级压缩，三级冷却
后，其压力达到0．8MPa(G)、温度≤40℃排出。从离
心式空气压缩机排出的压缩空气送入分液罐分离并排除
在冷却过程中析出的冷凝水。
分液罐出口的压缩空气分为二股，其中一股送入装
置空气缓冲罐后出界区进人全厂装置空气管网；另一股
送入微热再生干燥器。经除油、干燥、除尘等净化处理
后压力露点达到．40℃成为合格的仪表空气。
合格的仪表空气也分为二股，其中一股送入仪表空
气缓冲罐后出界区进入全厂仪表空气管网，另一股送至
仪表空气增压机加压至2．1 MPa(G)，加压后的仪表空气
送入仪表空气储罐中储存。本文章只对全厂仪表空气储
存系统做重点介绍。
(三)储存系统规模及设备选型
各用户用仪表空气的情况见仪表空气用量表1。
裹1仪表空气用■裹(单位：Nma／h)
用■
蓐号用户名称连续蛾间獗备洼
正常量大
l 乙烯装置2200 3600 连续
2 裂解汽油加氢装置250 350 连续
3 Eo，EG装置392 627 连续
4 LLDPE装置800 1600 连续
5 HDPE装置560 1100 连续
6 丁二烯抽提装置400 600 连续
7 MTBE／丁烯一l装置132 200 连续
8 聚丙烯装置l000 2000 连续
9 苯酚丙酮装置500 750 连续
10 维修车间50 连续
ll 第二循环水场10 连续
12 中间罐区120 120 连续
13 污水处理场300 500 连续
14 固体废物处理装置100 100 连续
15 中央化验室170 170 连续
16 乙烯工程火炬100 100 连续
17 热电工程装置3440 4200 连续
18 固体产品包装及仓库2250 2250 连续
19 苯酚丙酮装桶站162 162 连续
20 产品罐区装置50 50 连续
21 液体火车装卸80 80 连续
22 原料罐区装置280 280 连续
小计13346 18839
从表1中可以看出，空压站仪表空气的连续最大用
量为18839Nm3／h，正常连续用量为13346 Nm3／h，仪表
空气的工作压力为0．7MPa(G)，工作温度不大于40℃。
第7期．—J
万方数据
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气设备就可以安全停车。另外，本工程各用气设备能安
全停车的时间不大于30min，在本设计中时间定为
30min，用气量按正常用气量13346 Nm3／h计算。经经济
计算比较后，本工程选择1台排气量为50 NmⅦ的增压
机，增压机的进气压力为0，7MPa(G)，排气压力为2．
1MPa(G)，排气温度不大于40"C。仪表空气储罐的容
积为400m3的球罐，罐本体材质为16MnR(正火)。
增压机的联锁控制为：当仪表空气储罐中的压力达
到2．1MPa(G)时，增压机停止工作，当仪表空气储罐
中的压力低于1．9 MPa(G)，增压机自动启动向仪表空
气储罐中充气，直至压力达到2．1 MPa(G)为止。
(四)储存系统设备选型的注意事项
由于发生全厂停电事故的机率很小，因此选择增压
机时，不需要选排气量大的增压机，如果选择大的增压
机无疑会增加工程投资。就本工程而言，增压机的排气
量就很小(50 Nm3／h)，整个压缩空气系统运行时，增压
机第一次向仪表空气储罐中充气到充满为止，需要约两
天的时间，但这绝不影响压缩空气系统的正常运行。
在确定仪表空气储罐的大小以及储罐中所存仪表空
气的压力时，应根据空压站现场占地情况而定，如果现
场占地面积宽裕，可以选择容量较大的仪表空气储罐，
这样仪表空气储罐所存的仪表空气压力就可以低一些，
增压机的排气压力也可以低一些；如果现场占地面积不
宽裕，就可以提高仪表空气储罐中所存的仪表空气压力
来缩小仪表空气储罐。在确定增压机的排气压力及仪表
空气储罐的容积时两者应该经过合理的经济核算后再做
出适中的选择。但是仪表空气储罐中空气的压力不要定
的过高，如果压力定得过高，现场无疑多了一个“定时
炸弹”，给现场工作的人员带来不必要的恐惧感。此外，
仪表空气储罐在布置时应尽量远离现场工作人员经常停
留的场所，如机柜间、工程师室、休息室等。
另外，为了提高仪表空气储存系统的安全性，除增
压机自身的联锁控制外，应在增压机与仪表空气储罐的
连接管道上装设一个安全阀，尤其在增压机与仪表空气
储罐的连接管道上有切断阀的情况下，在切断阀前，增
L一总第33期
关的情况下，导致增压机的排气管道上由于压力过高而
发生爆炸的危险。在仪表空气储罐上应装设双安全阀，
这样可以避免其中一个安全阀失效的情况。
(五)仪表空气储存系统的工程应用
仪表空气储存系统在中国石化股份公司天津分公
司炼油工程空压站以及茂名石化公司已投入使用，运
行良好。
四、结束语
在压缩空气系统中增加一套空气储存系统将有效地
保证各用气设备的安全生产和安全停车，安全生产和安
全停车关系到一个企业发展的命脉，如果每一个工程设
计师在设计时都能在安全问题上多做一些经济合理的安
全举措，对一个企业安全稳健的发展就多一分保障。
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