1. 氧化亚氮对空分什么是冷量设备囿何危害? -9 答： 氧化亚氮的分子式为 N2O 也叫一氧化二氮， 俗称“笑气” 大气中的氧化亚氮浓度约为 3×10 。 随着生态环境的恶化它的含量以烸年 0.2%～0.3%的速度增加。 土壤微生物在土壤及海洋中的氧化和脱氮活动生成的氧化亚氮占大气中氧化亚氮含量的 1/3另 外 2/3 是人为生成的。例如：礦物燃料、生物体、废弃物的燃烧、污水处理、发酵源、汽车废气等都 -6 会导致 N2O 的生成在 N2O 生成源附近，大气中 N2O 的含量可达到 3×10 以上虽然 N2O 嘚化学性质不 活泼，既不会产生腐蚀也不会发生爆炸，但是它的物理性质对空气分离具有危害它的临界温度为 309.7K，临界压力为 7.27MPa其三相點是 182.3K、0.088MPa。在空气分离装置的压力和温度的条件 下它具有升华性质。在常压下其沸点为 185K，比 N2、O2、Ar 的沸点都高因而，在氧、氮分离过 程Φ它将浓缩于液氧中。 N2O 在水中的溶解度很小N2O 随加工空气经过空气过滤器、压缩机、冷却器、水分离器后不能将 其分离、除去。大部分 N2O 嘟会带入分子筛纯化器分子筛对 N2O 的吸附能力小于对 CO2 的吸附能力。 N2O 先穿透吸附床层而进入精馏塔而且在分子筛对 H2O、CO2、C2H2 等碳氢化合物的共吸附过程中，CO2 能够将分子筛已吸附的 N2O 分子置换出来所以，分子筛也不能清除 N2O在主换热器中，加工空气被 冷却到接近液化温度N2O 首先冷凝成固体，会造成空气通道阻塞在加工空气压力为 0.6MPa，N2O 含量为 1×10-6 时N2O 的凝结析出温度为 113K。 在精馏塔中因为 N2O 相对 N2、O2、Ar 组分为高沸点组分，故它将溶解在液氧中致使在上塔底 无法获得高纯度的液氧和气氧产品。据测定氧产品纯度为 99.5%时，N2O 的平均含量为 1.4×10-5 并且，在液氧排放鈈充分时N2O 在液氧中不断积累，当液氧中的 N2O 含量大于 50×10-6 时就会呈固 态析出，阻塞主冷凝蒸发器通道 N 在稀有气体氪、 氙的生产中， 随着氪、 氙的浓缩 2O 也浓缩。 2O 的含量可达 100×10-6～150×10-6 N N2O 本身不燃烧，但可以热分解这将影响对粗氪、氙中 CH4 的催化燃烧的清除以及利用分子筛对生荿 的水和二氧化碳的吸附。 由于环境的问题空气中的 N2O 的浓度不断增加。况且电子等行业对氧产品的纯度要求越来越高 (99.99%～99.9999%)因此，对加工涳气中的 N2O 的清除比过去更重要较好的清除方法是寻找合适 的分子筛，在分子筛纯化器中将加工空气中的 H2O、CO2、C2H2、N2O 共吸附而清除 2. 空分什么昰冷量设备对冷却水水质有什么要求? 答：空分什么是冷量设备一般用江河湖泊或地下水作为冷却水。这种水中通常都含有悬浮物(泥沙及其怹污 物)以及钙、镁等重碳酸盐[-Ca(HCO3)2 和 Mg(HCO3)2]称为硬水。悬浮物较多时易堵塞冷却器的通 道、过滤网及阀门等。钙、镁等重碳酸盐在水温升高时易苼成碳酸钙(CaCO3)、碳酸镁(MgCO3)沉淀物 即形成一般所说的水垢。一般水温在 45℃以上就要开始形成水垢水温越高越易结垢。水垢附着在冷 却器的管壁、氮水预冷器的填料、喷头或筛孔等处不仅影响换热，降低冷却效果而且有碍冷却水 或空气的流通，严重时会造成设备故障例如氮水预冷器带水，使蓄冷器(或切换式换热器)冻结水 垢比较坚硬，附在器壁上不易清除因此，冷却水最好是经过软化处理采用磁水器進行软化处理较 为简便，效果尚可清除悬浮物应设置沉淀池。如果冷却水循环使用有利于水质的软化，但占地面 积较多基建投资较夶。 对压缩机冷却水温度一般要求不高于 28℃，排水温度小于 40℃对水质要求为： pH 值 6.5～8.0 悬浮物含量 不大于 50mg/L 暂时硬度 不大于 17°dH 含油量 小于

硫酸根(SO4 ) (质量分数) 小于 50×10 氮水预冷系统供排水为独立循环系统。因为冷却水在塔内温升大排水温度高，结垢严重所以 要求该系统的补充水盡可能采用低硬度水或软水，其暂时硬度一般应不大于 8.5°dH其他要求与压 缩机冷却水相同。 充瓶用高压氧压机气缸的润滑水应采用蒸馏沝或软水。 3. 气站对周围的空气有什么要求? 答：为了保证氧气生产的安全对空压机吸风口处空气中烃类的可燃杂质有一定限制。根据 GBl6912―1997《氧气及相关气体安全技术规程》的规定其杂质含量应低于表 5 规定的允许极限含 量。 表 5 吸风口处空气中烃类等杂质的允许极限含量

炔衍生粅 C5、C6 饱和与不饱和烃类杂质总 计 C3、C4 饱和与不饱和烃类杂质总 计 C2 饱和与不饱和烃类杂质总计 硫化碳(CS2) 氧化氮(NO) 臭氧(O3)

4. 我国对氮气产品的质量标准有哬具体规定? 答：根据不同的用途氮产品分为工业用气态氮、纯氮和高纯氮 3 种。 工业用气态氮一般作为保护气用技术指标按 GB3864--83 规定，如表 3 所示 表 3 工业用气态氮技术指标 指 指 标 名 称 I类 99.5 0.5 -43 1级 99.5 0.5 100 标 Ⅱ类 2级 98.5 1.5

氮含量(体积分数)/%(不小于) 氧含量(体积分数)/%(不大于) 水分 每瓶游离水/mL(不大于) 露点/℃(不大於)

纯氮用于化工、冶金、电子等行业的置换气或保护气，技术要求按 GB8979--88 规定；高纯氮主要 用于电子行业或制备标准混合气等技术要求按 GB8980--88 规萣。具体指标见表 4 所示

表 4 纯氮及高纯氮的技术要求 指标名称 纯度/%(不小于) 氧含量/10 (不大于) 氢含量/10 (不大于) 一氧化碳含量/10 (不 大于) 二氧化碳含量/10-6(不 夶于) 甲烷含量/10-6(不大于) 水含量/10 (不大于)

注：1.表中的纯度中包含微量惰性气体氦、氩、氖； 2.液态氮不规定含水量。 5. 我国对氧气产品质量有何规定? 答：在 GB3863--83 中对工业用氧的产品质量作了具体规定根据产品中水分的含量分为两类，产 品氧纯度又分为两级如表 1 所示。 表 1 工业氧拔术要求 指 指 标 名 称 I类 99.5 -43 标 Ⅱ类 1级 99.5 100 2级 99.2

氧含量(体积分数)/%(≥) 水 分 每瓶游离水/mL(≤) 露点/℃(≤)

瓶中的水分含量测定方法有两种：1)露点法用露点仪测定含水少的凊况，测量误差不应大于 土 1℃；2)倒置法将充满氧气的气瓶垂直倒置 10min，微开瓶阀让水流至清洁干燥的容器内。当 氧气喷出时立刻关闭瓶阀，用量筒计量流出的水量一等品应无游离水。 对气瓶采取随机抽样检查抽样数如表 2 所示。当有一瓶为不合格时应加倍抽样检验。仍有一 瓶不合格时该批产品为不合格产品。 表 2

6、氧气有什么用途? 答：氧是地球上一切有生命的机体赖以生存的物质它很容易与其他粅质发生化学反应而生成氧化 物，在氧化反应过程中会产生大量热量因此，氧作为氧化剂和助燃剂在冶金、化工、能源、机械、 国防工業等部门得到广泛应用

(1)钢铁企业最大的氧气用户是转炉炼钢车间，利用吹入高纯氧气使铁中碳及磷、硫、硅等杂 质氧化，氧化产生的熱量足以维持炼钢过程所需的温度纯氧(>99.2%)吹炼大大缩短了冶炼时间，并 且提高了钢的质量 电炉炼钢时吹氧可以加速炉料熔化和杂质氧化，节约电能消耗逐渐成为固定的氧气用户。 高炉炼铁采用富氧鼓风可以加大煤粉的喷吹量 节约焦炭， 降低燃料比 虽然富氧的纯度不高(含 氧 24%～25%)，但是由于鼓风量很大，氧气消耗量也相当可观接近炼钢用氧的三分之一。因此 也成为主要氧气用户。 有色金属冶炼重金属冶炼中，火法冶炼占主要地位除靠硫和铁氧化放热外，还需靠燃料燃烧 提供热量为了强化冶炼过程，降低能耗减少有害烟气量，采用富氧代替空气进行熔炼同时可提 3 高设备的生产能力。氧浓度在 35%～90%对年产 3600t/a 铜的闪速炉，需配置生产能力为 3000m /h、 3 氧纯度为 95%的制氧机對 100000t/a 铅锌的冶炼厂，需配置生产能力为 1500m /h、氧纯度为 95%的 制氧机由于它要求的氧纯度不高，相对来说所需制氧机的容量较小，可以采用分子篩吸附制氧装 置 (2)化学工业，在合成氨的生产化肥过程中除氮是主要原料气外，氧气用于重油的高温裂化、 煤粉的气化等工序以强化笁艺过程，提高化肥产量一般，一套 10 万 t/a 的合成氨装置需配一套 10000m3/h 的制氧机 此外，在天然气重整生产甲醇、乙烯、丙烯氧化生产其氧化物脱硫及回收时，也均需要消耗大 量氧气吨产品耗氧在 300～1000m3/t 的范围，应配置 10000～30000m3/h 的制氧机 (3)能源工业，在煤加压气化时为了保持炉内氧化層的温度，必须供给足够的氧气氧气纯度 不低于 95%，每千克煤的氧气消耗量随煤种、煤质不同而变化对褐煤，在 0.14～0.18m3/kg 的范围； 对烟煤为 0.17～0.22m3/kg氧气压力由生产工艺要求确定，压力越高氧气消耗量越少。 对煤气化联合循环发电(IGCC)装置1kw 约需氧气 5.6m。 (4)机械工业，主要用于金属切割囷焊接氧气作为乙炔的助燃剂，以产生高温火焰使金属熔 化。 (5)国防工业液氧常作为火箭的助燃剂。可燃物质浸泡液氧后具有强烈的爆炸性可制作液氧 炸药。 此外在医疗部门，氧气也是病人急救和辅助治疗不可缺少的物质因此，氧气生产已是国 民经济中不可缺少嘚重要环节 6. 钢铁生产中对氧气的数量和质量有什么要求? 答：(1)转炉炼钢，要求高纯度的氧气含氧大于 99.5%。同时对压力也有一定要求，工莋压力 大于 1.3MPa冶炼吨钢的氧气消耗量在 50～60m3/t。 (2)高炉富氧鼓风提高高炉鼓风中的含氧，可以增加煤粉的喷吹量提高生铁产量。当吨铁喷 煤量达 200kg/t 时要求鼓风含氧量在 25%---29%。鼓风中含氧量提高 1%生铁产量增加 3%，每吨铁 的喷煤量可增加 13kg目前，富氧含量一般为 23%～25%最高达 27%。高炉鼓风量很大每吨铁需 12000m3 的空气，虽然富氧程度不高氧气的消耗量也是相当大的。含氧提高 1%对每吨铁约需 16～ 18m3/t 的氧气。 虽然炼铁对氧气纯度没囿什么特殊要求 但是， 如果专门为炼铁配置单独的制氧系统 与炼钢用氧不能相互调配，所以一般仍由高纯氧系统供氧氧气一般从鼓風机进口吸入，所以对氧气 压力没有要求 (3)熔融还原炼铁。它用煤对铁矿石进行还原要求氧气纯度在 95%以上，每吨铁的氧消耗量为 500～550m3/t 7. 空分什么是冷量设备的型号表示什么意思? 答：空分什么是冷量设备的产品由于产量、品种、形式不同规格繁多。为了便于辨认国内编制了統一的 产品型号代号。它由拼音字母与数字组成如图 1 所示。第一个(或一、二个)字母表示产品类别；第 二个字母表示流程、结构特点；继後是产品化学元素符号；数字表示各种产品的产量对气体，都是 指标准状态下(0℃0.101325MPa)的体积；最后为变型设计号。

与空分什么是冷量设备配套的设备也编制了相应的型号例如，分馏塔的型号：FON- 表示：F3 3 分馏塔：ON-氧氮产品；6000-氧产量m /h；13000-氮产量，m /h液化设备的型号：YPON--200/300 表示 Y-液化装置；P-膨胀机；ON-氧氮产品；200-液氧产量 L/h；300-液氮产量 L/h。 8. 制氧机(空分什么是冷量设备)有哪几种类型? 答：制氧机又叫空气分离设备(简称空分什么是冷量设备)它的种类很多，根据不同的分类方法有许多不同 的类型。 按产品纯度不同可分为生产氧纯度在 99.2%以上的高纯氧的装置；生产氧純度为 95%左右的低 纯氧(也叫工艺氧)的装置；生产纯度低于 35%的富氧(也叫液化空气)的装置。 根据产品种类不同可分为单纯生产高纯氧的单高产品装置；同时生产高纯氧和高纯氮的双高产 品装置；附带提取稀有气体的提氩装置或全提取装置。 根据产品的形态可分为生产气态产品嘚装置；生产液态产品的装置和同时生产气态、液态产品 的装置。 按产品的数量不同可分为 800m3/h 以下的小型设备；1000～6000m3/h 的中型设备；10000m3/h 以上的大型设备。 按分离方法不同可分为低温精馏法；分子筛吸附法和薄膜渗透法。 按工作压力高低可分为压力在 10.0～20.OMPa 的高压装置；工作压力为 1.0～5.0MPa 的中压装 置；压力为 0.5～0.6MPa 的全低压装置。 分类方法是人为的还可以有其它的分类方法。

即使如此主冷仍然有可能产生爆炸，并且往往是在事先没有迹象的情况下发生的这┅方面， 实际上只有对主冷的液氧才有分析仪表和杂质限量指标以及规定报警排液和停车制度。对空气、液 空等没有进行分析也没有規定指标。另一方面对液氧的分析不准确。很可能乙炔在局部死角位置 积聚而发生微爆加之液氧的排放量没有计量，难以掌握有的昰液氧循环吸附系统未能正常地投入 运转，有的是接地装置不合要求等原因造成的 总之，主冷发生爆炸的原因是多方面的一旦发生爆炸将在经济上及人身安全上带来重大损失。 要思想上重视防患于未然。建议采取以下措施： 1)采用色谱仪连续分析乙炔和碳氢化合物含量在没有条件分析原料空气时。要经常注意风向 在原料空气处于乙炔站附近的下风向时，要采取缩短液空吸附器的切换周期等措施液氧中杂质含量 至少 8h 要分析一次。规定指标见表 51； 表 51 空分什么是冷量装置中乙炔和碳氢化合物的控制值 杂质名称 乙炔 含量单位 体积分数 正常徝 0.01×10

碳氢化合物 液氧中碳含量 -1 /mg?L

2)减少二氧化碳的进塔量将分子筛吸附器后空气中二氧化碳的含量控制在 0.5×10-5 以下； 3)要制定吸附器前后的杂質含量指标。液空中乙炔含量应小于 2×10-6吸附器后乙炔含量应小于 0.1×10-6。超过规定时吸附器要提前切换再生要避免吸附剂粉碎： 4)要保证液氧循环吸附系统的正常运转。采用液氧自循环系统较为简单、可靠； 5)板式主冷改为全浸式操作以免在换热面的气液分界面处产生碳氢化匼物局部浓缩、积聚； 6)液氧排放管应保温，以保证 1%的液氧能顺利排出并有流量测量仪表。液氧中杂质超过警戒点 时应增加液氧排放量； 7)主冷必须按技术要求严格接地并按标准进行检测和验收。接地电阻应低于 10 ；氧管道上法 兰跨接电阻应小于 0.03 ； 8)在设计时要改善主冷内液体嘚流动性避免产生局部死角。例如将上塔的液氧由相错 180° 双管进入主冷中部，以改善主冷中液氧的混合；主冷底部液氧抽出口由相差 120°的三抽口组成，以防 止有害杂质在局部区域沉积； 9)要严格执行安全操作规定以防止杂质在主冷内过量积聚。特别要注意停车后的再启動操作 避免由于液氧因大量蒸发而产生杂质的积聚，在加温启动时发生爆炸要减少压力脉冲。升压操作必 须缓慢进行 10. 液氧贮罐在使鼡时应注意什么安全问题? 答：液氧是一种低温、强助燃物质。液氧罐内贮存有大量的液氧除了要防止泄漏和低温灼伤 外，更应对其爆炸嘚危险性有所警惕因为虽然来自空分什么是冷量设备的液氧应该是基本不含碳氢化合物的， 但是经过长期使用，微量的碳氢化合物还囿可能在贮罐内浓缩、积聚在一定的条件下，就可能发 生爆炸事故因此，在使用时应注意以下问题： 1)液氧罐内的液位在任何时候均鈈得低于 20%； 2)罐内液氧中的乙炔含量要按规定期限(例如半个月一次)进行分析， 发现异常要及时采取措施解 决； 3)罐内的液体不可长期停放不用要经常充装及排放，以免引起乙炔等有害杂质的浓缩 11. 在接触氮气时应注意哪些安全问题? 答：氮气为无色、无味、无嗅的惰性气体。它夲身对人体无甚危害但空气中氮含量增高时， 就减少了其中的氧含量使人呼吸困难。若吸入纯氮气时会因严重缺氧而窒息以致死亡。

为了避免车间内空气中氮含量增多不得将空分什么是冷量设备内分离出来的氮气排放于室内。在有大量氮 气存在时应戴氧呼吸器。檢修充氮设备、容器和管道时需先用空气置换，分析氧含量合格后方允 许作业在检修时，应有人监护对氮气阀门严加看管，以防误開阀门而发生人身事故 12. 在接触氧气时应注意哪些安全问题? 答：氧气是一种无色、无嗅、无味的气体。它是一种助燃剂它与可燃性气体(乙炔、甲烷等) 以一定比例混合，能形成爆炸性混合物当空气中氧浓度增到 25%时，已能激起活泼的燃烧反应；氧 浓度到达 27%时有个火星就能發展到活泼的火焰。所以在氧气车间和制氧装置周围要严禁烟火当 衣服被氧气饱和时，遇到明火即迅速燃烧特别是沾染油脂的衣服．遇氧可能自燃。因此被氧气饱 和的衣服应立即到室外通风稀释。同时制氧机操作工或接触氧气、液氧的人不准抹头油。 13. 低温液体气化器在使用中应注意哪些安全问题? 答：液氧、液氮、液氩等低温液体气化器广泛应用于液体气化站直接供气或充瓶。为了保证气 化器安全運行应设置安全控制点，并注意下述事项： 1)设置低温液体出气化器的低温控制联锁点将气体出口温度控制在 5～30℃。当出口 温度低于 0℃時自动切断液体泵，中止液体进入气化器不带液体泵的气化器则发出声光报警； 2)设置气化器水温控制联锁点。控制水温在 40～60℃当水溫低于 30℃时自动切断液体泵，中 止液体进入气化器； 3)设置气化气体出口压力控制联锁点将压力控制在设定值。当出口气体压力高于设定徝时会 发出声光报警；压力继续升高则会自动切断液体泵，中止液体进入气化器； 4)在液体泵两头设有截止阀的部位应装设安全阀和放空閥以保证误操作时的安全； 5)气化器配套的压力表、安全阀应定期校验； 6)用水浴加热的气化器使用前必须先将水槽的水充满， 并加热到 40～60℃后才能供入液体 在停 气化器之前，则应先切断输液阀热后再切断加热电源。气化过程中应经常注意水位及时补充水量； 7)工作过程Φ由于流量的改变，会影响气化后的温度所以要及时调整水温； 8)若发生水温降至 30℃以下，应检查电热管是否损坏必要时应减少输出流量，确保气化后的温 度气化器至充装的管道发现结冰或结霜时应停止充装。 14. 低温液氧气化充灌系统应注意哪些安全问题? 答：液氧是强烈助燃物质在气化充瓶时压力很高，所以在系统配置时应采取特殊的安全措施： 1)在泵与贮槽相连的进液管和回气管路上，要分别装有紧ゑ切断阀并与泵联锁，以便在发生意 外事故时可远距离及时切断液体和气源，紧急停止液体泵运转； 2)液氧泵出口处应设置超压报警及聯锁停泵装置； 3)高压气化器后氧气总管上应设有温度指示和温度报警装置 以防液氧进入钢瓶， 发生意外事故； 4)在液氧泵周围应设置厚度茬 5mm 以上的钢板组成防护隔离墙； 5)在液氧泵的轴封处要设置氮气保护气管； 6)充灌汇流排应采用新型的带防错装接头的金属软管进行充灌，嚴禁用其他材质的软管高压阀 门与管道应采用紫铜丝做的 0 型密封圈； 7)汇流排上应接有超压声光报警装置； 8)汇流排的充瓶数量由泵的充灌量、充灌速度来决定，要防止流速过高 15. 在使用再生用电加热器时，应注意哪些安全问题? 答：电加热器作为一种电气设备在操作时应注意人身安全和设备安全。具体有： 1)严格按操作规程进行操作在加温时，应先通气后通电并密切注意气体流量是否正常。在停 止加温时应先停电后断气。严禁在不通气或气量很小的情况下通电 此外，要谨慎操作防止开错阀门，将高压气通入电炉安全薄膜因损坏需偠更换时，应用同一 规格严禁随意替代； 2)当电路发生故障而出现自动跳闸或熔断器熔断，或通电后温度不上升等情况时应请电工检查 修理；

3)温控仪表应定期校验，以保证其灵敏度和准确性要避免因仪表失灵而造成炉温失控。继电器 等要定期进行清洁除尘并避免受潮； 4)电炉的非带电金属部分(外壳、支架等)均应可靠接地； 5)注意不使炉壳温度过高(温升超过 60℃)，以免使电源线老化或绝缘破坏； 6)长期不使用的電炉在使用前必须检查绝缘电阻用 500V 兆欧表测量，不应低于 0.38M 每年 雷雨季节前也应测量绝缘电阻； 7)操作人员应经过安全用电知识培训。 16. 制氧车间遇到火灾应如何抢救? 答：造成火灾的原因很多有油类起火、电气设备起火等。氧气车间存在着大量的助燃物(氧气 和液氧)具有更夶的危险性。灭火的用具有灭火器、砂子、水、氮气等对不同的着火方式，应采 用不同的灭火设备首先应分清对象，不可随便乱用鉯免造成危险。 当密度比水小且不溶于水的液体或油类着火时，若用水去灭火则会使着火地区更加扩大。应 该用砂子、蒸汽或泡沫灭吙器去扑灭或者用隔断空气的办法使其熄灭。 电气设备着火时不可用泡沫灭火器，也不可用水去灭火而需用四氯化碳灭火器。因为沝和泡 沫都具有导电性很可能造成救火者触电。电线着火时应先切断电源，然后用砂子去扑灭 一般固体着火时，可用砂子或水去扑滅 氧气管道着火时，则首先要切断气源 身着衣服着火，不得扑打应该用救火毯子将身体裹住，在地上往返滚动 在车间危险的部位，可预先准备些氮气瓶或设置氮气管路以供灭火用。 17. 在检修空分什么是冷量设备进行动火焊接时应注意什么问题? 答：当制氧机停车检修需要动火进行焊接时，应注意下列问题： 1)制氧机生产车间如需要动明火 应得到上级的批准， 并化验现场周围的氧浓度 加强消防措施。 当焊接场所的氧浓度高于 23%时不能进行焊接。对氧浓度低于 19%时要防止窒息事故； 2)对有气压的容器在未卸压前不能进行烧焊； 3)对未经彻底加温的低温容器，不许动火修理以免产生过大的热应力或无法保证焊接质量。严 重时如有液氧、气氧泄出，还可能引起火灾； 4)动火嘚全过程要有安全员在场监护 18. 在检修氮水预冷系统时，要注意哪些安全事项? 答：氮水预冷系统的检修最需注意的是防止氮气窒息事故嘚发生。国内已发生过几次检修工人 因氮气窒息而死亡的教训在检修时，往往同时在对装置用氮气进行加温而加温的氮气常会通过污 氮三通阀窜入冷却塔内，造成塔内氮浓度过高 因此，在对装置进行加温前要把空冷塔、水冷塔用盲板与装置隔离开；要分析空冷塔、沝冷塔 内的氧含量。当氧含量在 19%～21%之间才允许检修人员进入；若在含氧量低于 19%的区域内工作， 则必须有人监护并戴好隔离式面具(氧呼吸器、长管式面具等)。 19. 在扒装珠光砂时要注意哪些安全事项? 答：目前空分什么是冷量设备的保冷箱内充填的保冷材料绝大多数都是用珠咣砂。 珠光砂是表观密度很小的颗粒很容易飞扬。会侵入五官刺激喉头和眼睛，甚至经呼吸道吸入 肺部因此，在作业时要戴好防护媔罩

珠光砂的流动性很好，密度比水小人落入珠光砂层内将被淹没而窒息，因此在冷箱顶部人孔 及装料位置要全部装上用 8～10mm 钢筋焊淛的方格形安全铁栅，以防意外 在需要扒珠光砂时，都是发现冷箱内有泄漏的部位如果是氧泄漏，会使冷箱内的氧浓度增高 如果动吙检修就可能发生燃爆事故；如果泄漏的是氮，冷箱内氮浓度很高可能造成窒息事故。因此 在进入冷箱作业前，一定要预先分析冷箱內的氧浓度是否在正常范围内(19%～21%) 此外，保冷箱内的珠光砂是处于低温状态(-50～-80℃)在扒珠光砂时要注意采取防冻措施。同 时要注意低温珠咣砂在空气中会结露而变潮影响下次装填时的保冷性能。 20. 空分什么是冷量设备在停车排放低温液体时应注意哪些安全事项? 答：空分什麼是冷量设备中的液氧、液空的氧含量高，在空气中蒸发后会造成局部范围氧浓度提高如果遇 到火种，有发生燃烧、爆炸的危险某化肥厂曾由于将大量液氧排到地沟中，又遇到电焊火花而发生 爆炸伤人事故因此，严禁将液体随意排放到地沟中应通过管道排至液体蒸發罐或专门的耐低温金 属制的排放坑内。 排放坑应经常保持清洁严禁有有机物或油脂积存。在排放液体时周围严禁动火。 低温液体与皮肤接触将造成严重冻伤。轻则皮肤形成水泡、红肿疼痛；重则将冻坏内部组织 和骨关节。如果落入眼内将造成眼损伤。因此在排放液体时要避免用手直接接触液体，必要时应 戴上干燥的棉手套和防护眼镜万一碰到皮肤上，应立即用温水(45℃以下)冲洗 21. 为什么乙炔含量没有超过标准，主冷也可能发生爆炸? 答：有的厂定期化验液氧中的乙炔含量并未超过许可极限但仍多次发生爆炸事故，这是什么原 洇呢?据分析可能有以下几方面的原因： 1)主冷的结构不合理或某些通道堵塞， 液氧的流动性不好 造成乙炔在某些死角局部浓缩而析出； 2)液氧中二氧化碳等固体杂质太多，加剧液氧中静电积聚； 3)对其他碳氢化合物含量未做化验而硅胶对其他碳氢化合物的吸附效率较低。当夶气中碳氢化 合物的含量较高时有可能在液氧中积聚而形成爆炸的根源。因此对较大的全低压制氧机，应加强 对碳氢化合物的分析烸 1L 液氧中碳的总含量控制在： 报警极限 30mg/L 停车极限 100mg/L 22. 为什么在空分什么是冷量设备中乙炔是最危险的物质? 答：因为乙炔是一种不饱和的碳氢化匼物，具有高度的化学活性性质极不稳定。固态乙炔在无 氧的情况下也可能发生爆炸分解成碳和氢，并放出热量产生的爆炸热量为 8374kJ/kg，形成的气体体积为 0.86m3/kg温度达 2600℃。如果乙炔在分解时存在氧气则生成的碳 和氢又与氧化合，发生氧化反应而进一步放出热量从而加剧叻爆炸的威力。

23. 乙炔在液氧内以固态析出的可能性最大

为了保证安全，乙炔在液氧内的极限许可含量一般控制在其溶解度的 1/3～1/50 的范围内即在 每升液氧内的含量控制在 0.1～2mg/L 以下。在每天进行分析液氧中乙炔含量时国内一般规定： 报警极限 0.4mg/L 停车极限 1.0mg/L

24. 为什么分子筛纯化器的加熱炉会发生爆炸事故，如何防止? 答：分子筛纯化器加热炉用于加热分子筛再生用的氮气氮气是低压气体，加热炉的设计工作压 力也是低壓的在实际运转中，加热炉发生过几例爆炸的事故分析其爆炸的原因，都是由于高压空 气串入而造成的 高压空气串入加热炉的原因囿两个：一是在切换时阀门没有关严。如果正在工作的吸附筒的氮气 进口阀关闭不严高压空气就会串入加热炉；如果正在再生的吸附筒嘚高压空气进口阀和出口阀关闭 不严，高压空气会进入吸附筒从而串入加热炉。二是阀门维护不好检修质量差。若吸附筒氮气进 口阀門及高压空气进、出口阀门的密封面密封不好或密封面上有杂质使阀门关不严，也有可能使高 压空气串入加热炉 如果高压空气串入加熱炉，加热炉上又没有装安全阀就可能发生爆炸。一旦发生爆炸不仅会 损坏加热炉，影响正常生产而且高压空气还可能串入上塔，慥成上塔超压 防止发生加热炉爆炸的安全措施有： 1)在加热炉上应装设安全阀； 2)在切换时，吸附筒的氮气进口阀门和高压空气进、出口阀門一定要关严； 3)在安装、检修时应将空气管路和阀门吹扫干净。要检查阀门的密封情况研磨损坏了的密封 面，以保证其密封性； 4)吸附筒试压时应将加热炉氮气出口管路上的阀门打开。 25. 氧气管道发生爆炸有哪些原因要注意哪些安全事项? 答：企业内的氧气输送管道为 3MPa 以仩的压力管道，曾经发生过多起管道燃烧、爆炸 的事故并且多数是在阀门开启时。氧气管道材质为钢管铁素体在氧中一旦着火，其燃燒热 非常大温度急剧上升，呈白热状态钢管会被烧熔化。其反应式为 分析其原因必定要有突发性的激发能源，加之阀门内有油脂等鈳燃物质才能引起激发能源包 括机械能(撞击、摩擦、绝热压缩等)、热能(高温气体、火焰等)、电能(电火花、静电等)等。 气体被绝热压缩时其温度升高与压力升高的关系为 如果初温 T1=300K，(p2/P1)=20则压缩后的温度可达 T2=704K。当突然打开阀门时压力为 P2=2MPa 的氧气充至常压的管道中，会将内部压仂为 P1=0.1MPa 的氧气压缩温度升高。 如果管道内有铁锈、焊渣等杂物会被高速气流带动，与管壁产生摩擦或与阀门内件、弯头等 产生撞击，產生热量而温度升高 如果管道没有良好的接地，气流与管壁摩擦产生静电当电位积聚到一定的数值时，就可能产生 电火花引起钢管茬氧气中燃烧。 为了防止氧气管道的爆炸事故对氧气管道的设计、施工作了以下规定： 1)限制氧气在碳素钢管中的最大流速。见表 52； 表 52 碳素钢管中氧气的最大流速 氧气工作压力/MPa 氧气流速/m?s

2)在氧气阀门后应连接一段长度不小于 5 倍管径、且不小于 1.5m 的铜基合金或不锈钢管道； 3)应盡量减少氧气管道的弯头和分岔头，并采用冲压成型； 4)在对焊的凹凸法兰中应采用紫铜焊丝作 O 型密封圈； 5)管道应有良好的接地。接地电阻应小于 10 法兰间总电阻应小于 0.03 ； 6)车间内主要氧气管道的末端，应加设放散管以利于吹扫和置换； 7)管道及附件应严格脱脂，并用无油干涳气或干氮气吹净 在操作、维护时，应注意以下事项： 1)对直径大于 70mm 的手动氧气阀门只有当前后压差小于 0.3MPa 以内才允许操作。氧气阀门的 操作必须缓慢； 2)氧气管道要经常检查、维护除锈刷漆 3 至 5 年一次。应与氧气贮罐相配合3 至 5 年测一次 壁厚。管路上的安全阀、压力表每年偠作校验以保证其正常工作； 3)当氧气管道系统带有液氧气化设施时，切忌低温液氧进入常温氧气管道以免气化超压； 4)保证氧气管道的接地装置完善、可靠； 5)要有氧气管网完整的技术档案、检修记录。 26. 在使用脱脂剂时应注意什么问题? 答：管道和设备的脱脂溶剂通常采用四氯化碳或二氯乙烷二者均具有毒性。因为二氯乙烷还 有燃烧和爆炸的危险所以最常用的溶剂是四氯化碳。 四氯化碳对人体是有毒的咜是脂肪的溶剂，有强有力的麻醉作用且易被皮肤吸收。四氯化碳 中毒能引起头痛、 昏迷、 呕吐等症状 四氯化碳在 500℃以下是稳定的。 茬接触到烟火 温度升至 500℃ 以上时，四氯化碳蒸气与水蒸气化合可生成光气在常温下四氯化碳与硫酸作用也能生成光气。光气 是剧毒气體极其微量也能引起中毒。此外四氯化碳与碱发生化学反应，会生成甲烷而失效所以 在使用四氯化碳脱脂时应注意以下几点： 1)脱脂應在露天或通风良好的地方进行。工作人员应有防毒保护措施戴多层口罩和胶皮手套， 穿围裙与长统套靴浓度大时还应戴防毒面具。 茬连续工作 8h 的情况下空气中的四氯化碳含量不得超过 0.05mg/L。 2)脱脂现场严禁烟火 3)溶剂严禁与强酸接触。 4)溶剂应保存在密封的容器内不得与堿接触，以防变质 5)需要脱脂的部件，在脱脂前不应沾有水分 6)阀门脱脂时，应解体在四氯化碳溶液中浸泡 4～5min不宜过久。 7)脱脂后的零部件要用氮气或干燥空气吹干后才能组装使用否则易发生腐蚀、生锈。 8)管式冷凝蒸发器脱脂时要严防四氯化碳积存在换热管内。特别是換热管被焊锡等杂物堵塞时 更要注意在脱脂后应用热空气将其吹除到无气味为止。若在管内有四氯化碳积存投入运行后会冻 结、膨胀，将管胀裂同时，解冻后有水分存在时会产生强烈的化学腐蚀，能把 0.5mm 厚的管蚀穿 27. 空分什么是冷量设备内部产生泄漏如何判断? 答：空汾什么是冷量塔冷箱内产生泄漏时，维持正常生产的制冷量显得不足因此，主要的标志是主冷液 面持续下降如果是大量气体泄漏，可鉯观察到冷箱内压力升高如果冷箱不严，就会从缝隙中冒出 大量冷气而低温液体泄漏时，观察不到明显的压力升高和气体逸出常常鈳以测出基础温度大幅度 下降。 为了在停机检修前能对泄漏部位和泄漏物有一初步判断以缩短停机时间，许多单位在实践中摸 索了一些荇之有效的方法其中之一是化验从冷箱逸出的气体纯度。当氮气或液氮泄漏时冷气的氮 的体积分数可达 80%以上；氧气或液氧泄漏时，则鈳化验到氧的体积分数显著增高 第二种方法是观察冷箱壁上“出汗”或“结霜”的部位。这时要注意低温液体产生泄漏时“结霜” 的蔀位偏泄漏点下方。

第三种方法是观察逸出气体外冒时有无规律性主要判断切换式换热器的切换通道的泄漏。对交 替使用的容器则可通过切换使用来进一步判断泄漏的部位。 以上的这些判断方法往往是综合使用的为了提高判断的准确性，应当熟悉冷箱内各个容器、管 噵、阀门的空间位置并注意在实践中不断积累经验。 28. 空分什么是冷量设备发生内泄漏时对冷损有什么影响，如何估算? 答：空分什么是冷量设备内的气体和液体都处于很低的温度低温气体在环境温度以下，直至-193℃；液 态空气为-173℃液氧为-180℃，液氮为-177～-193℃这些低温气体囷液体都是花费了代价(压缩 机消耗的电能)得来的，它们的冷量应尽可能在换热器中加以回收利用如果管道、阀门甚至设备的 局部位置发苼泄漏，外漏的那部分低温气体或液体的冷量无法加以回收不但大大增加了其他冷损项 Q1，还会在保冷箱内外结露、结冰增大跑冷损失 Q3。这部分冷损在设计时是未加考虑的要弥补这 部分冷损，将破坏装置的正常工作甚至无法维持生产，被迫停机因此，泄漏是空分什麼是冷量装置的大敌 在安装和试压检漏时，必须严格把关不能马虎、凑合。泄漏往往是越发展越严重最后达到不可收 拾的地步。 液體泄漏与气体泄漏相比危害性更大，因为它的单位冷量比相同温度的气体要大一倍左右并 且液体的密度又是气体的数百倍。以液氧为唎如果以 1L/min 的速度外漏，则增加的冷损量为 27200kJ/h=7.6kw相应地需要增加 600m3/h 的膨胀量来弥补，这时空分什么是冷量设备实际已无法正常工作 因此，对液体管路绝对不允许出现泄漏现象 29. 跑冷损失与热交换不完全损失在总冷损中分别占多大的比例? 答： 单位跑冷损失随着装置容量增大而减尛， 而大型空分什么是冷量设备设计的热端温差一般均在 3℃左右 不同装置的单位热交换不完全损失变化不大。因此随着装置容量增大，单位热交换不完全损失在总 冷损中的比例有所增加不同容量的空分什么是冷量设备，单位热交换不完全损失占总冷损的大致比例如表 16 所示： 表 16 不同容量的空分什么是冷量设备中热交换不完全损失所占的比例 装置容量/m3?h-1 热交换不完全损失所 占的比例/% 10000

由表可见大容量空分什么是冷量设备，在 3℃的热端温差的情况下热交换不完全损失已占总冷损的一半 左右。如果温差扩大 1℃将使总冷损增加 16%左右。为了弥補增加的冷损就要求增大膨胀机的膨 胀量，这会影响整个装置的工作因此，在运转过程中要注意热端温差的变化，采取相应的措施 防止温差扩大，避免超过设计值是操作人员的一项重要工作。 跑冷损失的大小与哪些因素有关? 答：跑冷损失取决于由装置周围环境传叺内部的热量跑冷损失的大小与以下因素有关。 (1)绝热保冷措施 在保冷箱内充填有导热性能差的保温材料，例如珠光砂、矿渣棉等以減少从外部传入热量。其 保冷情况除与保温材料的性能、 充填层的厚度、 支座的绝热措施等因素有关外 还与充填的情况有关。 例如保冷箱内的死角位置保冷材料是否充满；设备运转后保冷材料有否下沉，使上部产生空隙影 响更大的是保冷材料是否保持干燥。因为干燥嘚珠光砂的热传导率只有 0.03～0.04W/(m?℃)而水的 热传导率为它的 15～20 倍，冰的热传导率为它的 60 倍因此，保冷材料受潮将大大降低绝热性能 增加跑冷损失。如果保冷箱密封不严保冷箱内部温度降低后，外部湿空气侵入内部就可能出现结 露，甚至结冰因此要保证保冷箱的密封，并充以少量干燥气体保持微正压。 (2)运转的环境条件 传热量与传热温差成正比如果周围的空气温度升高，与装置内部的温差就扩大跑冷损失会增 加。因此跑冷损失在夏天大于冬季，白天大于晚间 (3)空分什么是冷量设备的型式与容量

因为传热量与传热面积成正比，而保冷箱的表面积并不与装置的容量成正比所以，随着装置容 量的增大相对于每立方米加工空气的跑冷损失(单位冷损)是减小的。对一些采用管式蓄冷器的旧型 空分什么是冷量装置相同容量的制氧机在保冷箱内的设备多，相对来说表面积要大跑冷损失也会大一些。 对不哃容量和型式的空分什么是冷量设备相对于每立方米加工空气的单位跑冷损失 q3 大致如下： 3 小型设备 8～12kJ/m 3 3 答：要使热端温差为零，就要将换熱器做成无限大实际上是不可能的。在设计空分什么是冷量设备 时综合考虑设备投资和运转的经济性，是按选定的热端温差设计的對大型空分什么是冷量设备，一般允许的 热端温差为 2～3℃；对小型中压空分什么是冷量设备允许温差为 5～7℃。 在实际运转中换热器的傳热面积已经一定。如果热端温差扩大说明返流气体的冷量在换热器 内没有能够得到充分回收。这可能是由于换热器的传热性能下降茬同样的传热面积下能够传递的热 量减少；也可能是由于气流量、气流温度的变化造成的。对不同的流程和不同的换热器结构需要具体 分析 对分子筛吸附流程的主换热器，造成传热性能下降的原因主要是吸附器的操作不当由于分子筛 吸附器进水，或者由于受到气流冲击分子筛粉化，将粉末带入热交换器粘附在换热器通道表面， 影响传热性能造成热端温差扩大。此外当吸附器没有将空气中的水分囷二氧化碳清除干净就进入 热交换器就会冻结在传热面上，使传热系数减小传热能力减弱。这种情况还往往会伴随着换热器的 阻力增高 例如， 6000m3/h 制氧机热端温差从 3℃增至 6℃ 某 主热交换器阻力也从 10kPa 升至 22kPa。 这时就需要对主换热器进行加温吹扫，才能使其恢复正常 当进空汾什么是冷量设备的空气温度不正常地升高时，要将气体冷却到一定的温度需要在换热器中放出更 多的热量。而换热器的传热面积一定只有靠扩大传热温差才能达到，表现在热端温差增大例如， 某 3350m3/h 制氧机由于空气进装置的温度从设计值 30U 增高到 51.5℃，造成氮气与空气的溫差从 设计的 4℃扩大到 6.5℃氧气与空气的热端温差从设计的 5℃扩大到 18.5℃。这时应检查空气进塔 温度升高的原因予以消除之。 对于切换式換热器造成热端温差扩大的原因之一是返流气体的冷量太多。例如环流气体量或中 抽量太大 会使冷量在热交换器中不能充分回收， 出熱交换器的返流气体温度降低 使热端温差扩大。 这时应将环流或中抽量调整适当。 31. 热端温差对热交换不完全损失有多大影响? 答：热交換不完全冷损是返流低温气体在出主热交换器的热端时不能复热到正流空气进热交换 器的温度而引起的。因此返流气体与正流空气换熱器的热端温差越大，说明复热越不足未被利用 的冷量越多，热交换不完全冷损失就越大因此，热交换不完全冷损失 Q2 与热端温差成正仳 返流低温气体由已被分离成产品氧、产品氮及污氮等几股气体组成。它们与正流空气在热端的温 差不完全相同流量及比热容也不同，在计算热交换不完全损失时应分别计算后再相加，得出总的 热交换不完全损失由于污氮量最大，它的热端温差对热交换不完全损失嘚影响也最大 如果各股返流气体的热端温差均相等，它们的气量之和又等于正流空气量这时，不同的热端温 差所产生的热交换不完全損失的大小如表 15 所示

表 15 热端温差对热交换不完全损失的影响 热端温差/℃

由表可见，热端温差扩大 1℃热交换不完全损失将增大 1.31kJ/m3，这将使裝置的总冷损增加 10%以上因此，尽可能缩小热端温差对减小装置的总冷损有很大的意义尤其是当发现热端温差扩 大，超过规定值时应紸意寻找原因，采取相应的措施 32. 空分什么是冷量设备产生的制冷量消耗在什么地方? 答：空分什么是冷量设备在启动阶段，冷量首先用来冷却装置降低温度，产生液态空气在塔内积累起精 馏所需的液体。待内部温度、液面等工况达到正常后所需的冷量比启动阶段大为減少，主要是为了 保持塔内正常的工况这时，设备处于低温状态外部必然有热量不断传入，在换热器的热端必然存 在传热温差产生嘚冷量首先要弥补跑冷和热交换不完全这两项冷损，以保持工况的稳定当装置有 少量的低温泄漏或存在其他冷损时，则所需的冷量增加此外，当装置生产的部分液态产品输出装置 时低温产品所带出的冷量 Q0，也需要生产更多的冷量来弥补因此，空分什么是冷量设备生產的制冷量 Q 与各 项冷量损失及冷量消耗保持相等才能维持工况稳定，这叫“冷量平衡”即 Q=Q2+Q3+Q1+Q0 如果冷量消耗大于制冷量，则为“冷量不足”；冷量消耗小于制冷量则为“冷量过剩”。这两 种情况均会破坏冷量平衡反映在液氧面下降或液氧面上升。这时均需对制冷量做楿应的调整，以 便在新的基础上达到新的平衡 33. 什么叫冷量损失，冷量损失分哪几种? 答：比环境温度低的物质所具有的吸收热量的能力這种低温的获得是花费了一定的代价――压 缩气体消耗功，将气体压缩后再进行膨胀获得的如果这部分冷量未能加以回收利用，则称为冷量损 失它包括以下几方面： 1)热交换不完全损失 Q2(或 q2)。低温气体的冷量是通过装置内的各个换热器加以回收的在理 想情况下，低温返流氣体在离开装置时应该复热到与正流气体进装置时的温度相等。即热端温差达 到零冷量才能全部加以回收。但是热量只能从高温物體传给低温物体。在换热器内实现从高温物 质向低温物质传递热量必定存在温差。在热端的温差△t 反映了出装置的低温气体温度低于进裝置 的空气温度即冷量不可能得到充分回收，该冷量损失叫“热交换不完全损失”它与该温差的大小 成正比。 2)跑冷损失 Q3(或 q3)空分什么昰冷量设备内部均处于低温状态，虽然在保冷箱内充填有绝热材料由于 外部的环境温度高于内部温度，或多或少会有热量传到内部外蔀传入的热量，实际上就是使低温气 体的同样数量的冷量没有得到充分利用因为外部传入热量，会造成低温气体温度升高如果要使内 蔀温度维持稳定， 就要设法将传入的热量带出装置 即要消耗同样数量的冷量， 这称为“跑冷损失” 3)其他冷损失 Q1(或 q1)。除上述两种冷损外在对低温吸附器进行再生和预冷时，在排放液体 时或当装置、阀门发生泄漏时，都需要额外消耗一部分冷量或损失掉一部分低温液體(或气体)的 冷量。这些冷损属于其他冷损之范围 34. 空分什么是冷量设备的节流效应制冷量是否只有通过节流阀的那部分气体(或液体)才产生?

答：在空分什么是冷量设备中，制冷量包括膨胀机制冷量和节流效应制冷量两部分中压空分什么是冷量设备的膨胀空 气进下塔液化后，還要通过液体节流进上塔而低压空分什么是冷量设备的膨胀空气不再通过节流阀。那么是 否只有通过节流阀的那部分气体(或液体)才产苼节流效应制冷量呢?实际上并非如此。 节流效应制冷量是由于压力降低体积膨胀，分子相互作用的位能增加造成分子运动的动能减 小，引起气体温度降低使它具有一定的吸收热量的能力。对整个空分什么是冷量设备来说进装置时的空气压 力高，离开空分什么是冷量設备时压力降低理论上温度可复热到进装置时的温度。此时低压气体的焓值大于 进口时的焓值，它与进口气体的焓差就是节流效应制冷量不论这个压降是否在节流阀中产生。 气体在膨胀机中膨胀时计算膨胀机的制冷量只考虑对外作功而产生的焓降。实际上在压力降 低时，同时也增加了分子位能因而也应产生一部分节流效应制冷量。这部分制冷量并不单独计算 而是按出装置时的低压气体与进装置的压力气体的总焓差，已表示了装置的总的节流效应制冷量在 调节膨胀机的制冷量时，也不影响节流效应制冷量的大小 35. 节流阀与膨脹机在空分什么是冷量设备中分别起什么作用? 答：气体通过膨胀机作外功膨胀，要消耗内部能量温降效果比节流不作外功膨胀时要大得哆。 尤其是对低压空分什么是冷量设备制冷量主要靠膨胀机产生。但是膨胀机膨胀的温降在进口温度越高时，效 果越大并且，膨胀機内不允许出现液体以免损坏叶片。 因此对于中压空分什么是冷量设备，出主热交换器的低温空气是采用节流膨胀进入下塔的以保證进塔空 气有一定的含湿。 对低温液体的膨胀来说液体节流的能量损失小，膨胀机膨胀与节流膨胀的效果已无显著差别 而节流阀的结構和操作比膨胀机要简单得多，因此下塔的液体膨胀到上塔时均采用节流膨胀。 由此可见在空分什么是冷量设备中，节流阀和膨胀机各有利弊互相配合使用，以满足制冷量的要求制 冷量的调节是通过调节膨胀机的制冷量来实现的； 空分什么是冷量塔内的最低温度(-193℃)則是靠液体节流达到 的。 36. 能否靠多开一台膨胀机来增加制冷量? 答：膨胀机的制冷量是根据整个空分什么是冷量设备对冷量的需求量来确定嘚在装置的启动阶段，为了使 装置尽快冷却和积累液体往往采用多开一台膨胀机，增大膨胀空气量以增加总制冷量。 装置在正常运轉时制冷量主要是平衡装置的冷量损失和生产少量液态产品所需的冷量。一般来 说按设计工况开一台膨胀机就能满足要求。当开一台膨胀机不能维持正常液面时一定是有内部泄 漏等非正常的冷量损失。这时光靠增开膨胀机来增大制冷量并不能解决根本问题。而是应該首先找 出冷损增大的原因 如果想增加液态产品的产量而在正常生产时多开一台膨胀机，单从冷量平衡的角度是可以的但 是过多的膨脹空气进上塔，将会破坏上塔的精馏工况降低氧的提取率。同时多取液体还会影响塔 内换热器的工况及精馏塔的回流比等，所以也是受到限制的 需要说明的是，膨胀机的制冷量不仅与膨胀量有关还与膨胀机进、出口的参数有关。也可能出 现开两台膨胀机的总制冷量鈈如一台膨胀机满负荷运转时来得大的情况例如，一台膨胀量为 2700m3/h 的膨胀机在机前参数为：p1=0.55MPa，T1=123K；机后参数为：P2=0.125MPaT1=85K 的状 Ah=h1-h2=7955(kJ/kmol)-7200(kJ/kmol)=755kJ/kmol，总制冷量为 由此鈳见在这种情况下还不如停一台膨胀机，既可减小膨胀量对精馏工况的影响又可使切换 式换热器在正常工况下工作，防止冷端过冷或膨胀机后温度过低 37. 为什么说主冷液氧面的变化是判断制氧机冷量是否充足的主要标志?

答：空分什么是冷量设备的工况稳定时，装置的产冷量与冷量消耗保持平衡装置内各部位的温度、压力、 液面等参数不再随时间而变化。 主冷是联系上、 下塔的纽带 来自下塔的上升氮氣在主冷中放热冷凝， 来自上塔的回流液氧在主冷中吸热蒸发回流液量与蒸发量相等时，液面保持不变 加工空气在进入下塔时，有一萣的“含湿”即有小部分是液体。大部分空气将在主冷中液化对 于低压空分什么是冷量设备，进下塔的空气是由出主热交换器冷端的涳气和经液化器的空气混合而成的；对于中 压空分什么是冷量设备是由膨胀空气和出换热器后经节-1 阀节流降压的空气混合而成的。在正瑺情况下它们 进塔的综合状态都有一定的“含湿量”(液化率)。 进塔的空气状态是由空分什么是冷量设备内的热交换系统和产 冷系统所保證的 当装置的冷损增大时，制冷量不足使得进下塔的空气含湿量减小，要求在主冷中冷凝的氮气量 增加主冷的热负荷增大，相应地液氧蒸发量也增大液氧面下降；如果制冷量过多，例如中压装置 的工作压力过高时空气进下塔的含湿量增大，主冷的热负荷减小液氧蒸发量减少，液氧面会上升 因此，装置的冷量是否平衡首先在主冷液面的变化上反映出来。 当然主冷液氧面是冷量是否平衡的主偠标志，并不是惟一标志因为液空节流阀等的开度过大 或过小，会改变下塔的液面进而影响主冷的液氧面的变化。但是这不是冷量鈈平衡造成的，而是 上、下塔的液量分配不当引起的液面的波动也是暂时的。 38. 为什么在空分什么是冷量塔中最低温度能比膨胀机出口温喥还要低? 答： 空分什么是冷量装置的制冷量主要靠膨胀机产生 但是， 空分什么是冷量装置最低温度是在上塔顶部 维持在-193℃ 左右，比膨脹机出口温度(-180℃左右)要低这是怎样形成的呢? 空分什么是冷量装置在启动阶段出现液体前，最低温度是靠膨胀机产生的精馏塔内的温度吔不可能低于膨 胀后温度。但是当下塔出现液体，饱和液体节流到上塔时压力降低，部分气化温度也降低到上 塔压力对应的饱和温喥。例如下塔顶部-177℃的液氮节流到上塔时，温度就可降低至-193℃此外， 上塔底部的液氧温度为-180℃左右在气化上升过程中，与塔板上的液体进行热、质交换氮组分蒸 发，气体温度降低待气体经过数十块塔板，上升到塔顶时气体已达到纯氮，温度也降到与该处的 液体溫度(-193℃)相等因此，塔内最低温度的形成是液体节流膨胀和气液热、质交换的结果 39. 全低压空分什么是冷量设备中膨胀机产生的制冷量在總制冷量中占多大的比例? 答：全低压空分什么是冷量设备的工作压力在 0.6MPa 左右，因此节流效应制冷量很小。对每立方米加工 空气而言只囿 1.36kJ/m3。而装置的跑冷损失对每立方米加工空气而言在 4.2～7.5kJ/m3热交换不 完全损失当热端温差为 3℃时， 3.9kJ/m3 左右 在 所以， 对不生产液态产品的空分什麼是冷量设备 总冷损在 8.1～ 3 11.4kJ/m 。由此可见在总冷损中，绝大部分要靠膨胀机制冷来弥补所需的膨胀机制冷量为 6.74～ 10.04kJ/m3，占总制冷量的 83%～88%一般认为，在正常工况下对全低压制氧机，膨胀机制冷量约 占总制冷量的 85%～90%节流效应制冷量占 10%～15%。 当装置在启动时或生产部分液态产品时，则全靠增大膨胀机的制冷量来弥补这时将占更大的 比例。 膨胀机制冷量的大小与哪些因素有关? 答：膨胀机总制冷量 Qp(kJ/h)与膨胀量 V(m3/h)、单位制冷量 Ah(kJ/kmol)有关： Qp=V△h/22.4=VAht?ηp/22.4 式中的单位制冷量△^等于单位理论制冷量△ht 与膨胀机效率 ηp 的乘积而单位理论制冷量取决 于膨胀前的压力、温度囷膨胀后的压力。因此膨胀机的制冷量与各因素的关系为： 1)膨胀量越大，总制冷量也越大但是，对于低压空分什么是冷量设备膨胀涳气直接送入上塔参与精馏， 过多的膨胀空气量会影响精馏效果这是分离过程所不希望的。 2)进、 出口压力一定时 机前温度越高， 单位淛冷量越大 例如。 当膨胀机前的绝对压力为 0.55MPa 机后压力为 0.135MPa 时，不同的机前温度下的单位理论制冷量如表 13 所示： 表 13 膨胀机前温度对单位制冷量的影响 膨胀机前温度 T1/K 303 273 243 213 183

单位理论制冷量 00 510 1300 -1 △ht/kJ?kmol 但是机前温度提高，膨胀后的温度也会提高气体直接进入上塔会破坏精馏工况。在正常苼 产时温度提高幅度是有限制的。 3)当机前温度和机后压力一定时机前压力越高，单位制冷量越大例如，当膨胀机的进口温度 为 160K出ロ绝对压力为 0.135MPa 时，不同进口压力下的单位理论制冷量如表 14 所示 表 14

对于低压空分什么是冷量设备，原先流程的膨胀机进口压力取决于下塔壓力即接近空压机出口压力。采 用增压透平流程后利用膨胀机对外作功来带动增压机，压缩来自空压机的膨胀空气可将膨胀机的 进ロ压力提高到 1.0MPa 左右，增大了单位制冷量在所需的总制冷量一定的情况下，就可以减少膨 胀空气量有利于上塔的精馏。 4)膨胀机后压力越低膨胀机内的压降越大，单位制冷量越大但是，由于膨胀后气体进精馏塔 压力变化的余地不大。 5)膨胀机绝热效率越高制冷量越大。 40. 什么叫膨胀机制冷量如何确定? 答：膨胀机对外输出功造成气体的压力、温度降低，焓值减小气体减少了能量，使它增加的吸 热能力称为膨胀机的制冷量。因此膨胀机的制冷量也就是指它在膨胀过程中对外作功的大小，等 于气体在膨胀过程减小的焓值当膨胀机进ロ的比焓为 h1，出口的比焓为 h2 时单位数量的气体的 制冷量即为 h1-h2。已知膨胀机进、出口气体的温度和压力可以从气体的热力性质图上查到楿应的 比焓值。 目前常用的气体的热力性质图有温一熵图(T-s 图)或焓-熵图(h-S 图)在温-熵图(图 28)上，纵 坐标为温度 T(K)横坐标为熵 s(kJ/kmol?K)。在图上画有等压線、等焓线根据两个参数(温度、压 力)可确定一个状态点，可查出相应的比焓及熵值例如，当膨胀机的进口绝对压力 29)也可得到同样的结果例如，对于低压空分什么是冷量设备当膨胀机的进口绝对压力 p1=0.55MPa，进口温度为 T1=131.5K 时可查到该点的比焓 h1=3530kJ/kmol。当出口绝对压力为 p2=0.135MPa温度为 T2=94K 时，比焓为 h2=2540kJ/kmol膨机的单位制冷量为△ h=h1-h2=3530(kJ/kmol)-2540(kJ/kmol)=990kJ/kmol。 41. 为什么膨胀机膨胀的温降效果要比节流大得多? 答： 空气从 0.6MPa 节流到 0.1MPa 的温降只有 1℃左右 而通过膨胀机膨脹， 理论上温降可达 80～ 90℃温降效果要比节流好得多。其原因是节流过程不对外输出功温度降低是靠分子位能增加而引 起的。气体在膨脹机内膨胀时气体要推动叶轮旋转，或推动活塞对外作功而且膨胀过程进行很快， 外界没有能量输入理想情况下可以看成是一个绝熱过程。根据能量守恒定律输出的功只有靠减少 气体的能量(焓)来维持平衡，使得气体分子运动的动能急剧减少反映在温度大幅度下降。因此膨 胀机膨胀时，气体的温度降低不仅是因为压力降低造成分子的位能增加，而使分子运动的动能减少 引起的更主要是由于对外作功造成的，所以温降的效果要比节流时大得多 42. 节流效应制冷量与哪些因素有关?

答：节流效应制冷量首先是与节流前后的压差有关，其次与进装置的温度有关一般说来，节流 前后的压差越大节流温降也越大，所具有的吸收热量的能力也越大即节流效应制冷量越大。节流 后排出装置的压力是接近于大气压力变化的范围有限。因此节流压降的大小主要取决于压缩机压 缩后的压力。当排出装置的气體压力为 0.1MPa进装置的空气温度为 30℃时，不同的进装置压力下 的节流效应制冷量如表 12

但是进装置的空气压力越高，相应地空压机消耗的电能越大对管路、设备的安全性及强度 的要求也越高。并且随着压力的升高，制冷量增加的幅度也在减小所以，小型高压制氧机的最高 压力一般也不超过 20MPa并且，在正常生产时要尽量降低工作压力。 进装置的空气温度提高节流效应制冷量略有减少。详见 103 题的解答 43. 涳气在等温压缩后能量发生怎样变化，为什么? 答：空气在压缩过程中是靠消耗电能来提高空气压力的。同时气体的温度也会升高。随著气 体温度升高气体体积要膨胀，压缩更困难要压缩到同样的压力需要消耗更多的能量。因此为了 减少压缩机的耗能量，在压缩过程中应尽可能充分地进行冷却一般设置有中间冷却器和气缸冷却水 套， 用冷却水进行冷却 在最理想的情况下， 空气压缩后温度不升高 与压缩前的温度相等， 称为“等 温压缩” 在等温压缩时， 由于温度不变 气体分子运动的动能没有变化。 而压力升高后的质量比体积縮小 分子之间的距离缩小，分子相互作用的位能减小所以，空气等温压缩后内部的能量反而是减少的 从空气的热力性质图可查到，茬同样温度下的空气比焓随压力升高而减小 为什么空气在压缩时消耗了大量的电能，空气压力提高空气的能量反而减小了呢?这是否违反 能量守恒定律呢?实际上，空气在压缩过程中除了从外界得到能量，对空气做功外还向冷却水放 出了大量的热，被冷却水带走根据能量平衡，如果能量的支出大于收入则只能靠减少内部积余来 弥补。空气在等温压缩时就是属于这种情况放给冷却水的热大于压缩机消耗的功。 44. 为什么膨胀机膨胀的温降效果要比节流大得多? 答： 空气从 0.6MPa 节流到 0.1MPa 的温降只有 1℃左右 而通过膨胀机膨胀， 理论上温降可达 80～ 90℃温降效果要比节流好得多。其原因是节流过程不对外输出功温度降低是靠分子位能增加而引 起的。气体在膨胀机内膨胀时气体要推動叶轮旋转，或推动活塞对外作功而且膨胀过程进行很快， 外界没有能量输入理想情况下可以看成是一个绝热过程。根据能量守恒定律输出的功只有靠减少 气体的能量(焓)来维持平衡，使得气体分子运动的动能急剧减少反映在温度大幅度下降。因此膨 胀机膨胀时，氣体的温度降低不仅是因为压力降低造成分子的位能增加，而使分子运动的动能减少 引起的更主要是由于对外作功造成的，所以温降嘚效果要比节流时大得多 45. 什么叫节流，为什么节流后流体温度一般会降低? 答： 当气体或液体在管道内流过一个缩孔或一个阀门时 流动受到阻碍， 流体在阀门处产生漩涡、 碰撞、摩擦如图 24 所示。流体要流过阀门必须克服这些阻力，表现在阀门后的压力 P2 比阀门前 的压力 P1 低得多 这种由于流动遇到局部阻力而造成压力有较大降落的过程， 通常称为“节流过程” 实际上，当流体在管路及设备中流动时也存在流动阻力而使压力有所降低。但是它的压力降 低相对较小，并且是逐渐变化的而节流阀的节流过程压降较大，并是突然变化的唎如，空气流经 主热交换器的压降约在 0.01MPa 左右而液空从下塔通过节流阀节流到上塔时，节流前后的压降可达 0.45MPa

在节流过程中，流体既未对外输出功又可看成是与外界没有热量交换的绝热过程，根据能量守 恒定律节流前后的流体内部的总能量(焓)应保持不变。但是组成焓嘚三部分能量：分子运动的动 能、分子相互作用的位能、流动能的每一部分是可能变化的。节流后压力降低质量比容积增大，分 子之间嘚距离增加分子相互作用的位能增大。而流动能一般变化不大所以，只能靠减小分子运动 的动能来转换成位能分子的运动速度减慢，体现在温度降低在空分什么是冷量设备中，遇到的节流均是这种 情况这也是节流降温制冷要达到的目的。 什么叫制冷量? 答：制冷就昰要从比环境温度低的装置内取走热量以平衡由外部传入的热量，使装置保持低温 状态或使内部温度不断降低，直至不断积累起低温液体 热量只能从高温物体传给低温物体，要从低温物体取走热首先要用人工的方法，造成一个更低 温度的状态使它具有吸收、并带赱热量的能力。理论上讲制冷量就是指这个带走热量能力的大小。 根据制冷造成低温的方式不同制冷量可分为以下三种，如图 22 所示 (1)節流效应制冷量 进入空分什么是冷量装置压力较高的空气，在装置内经过节流阀及管路、设备等压力降低而膨胀通常，节 流过程将造成溫度降低气体所具有的带走热量的能力，就是低压气体在离开装置时恢复到进口温度 相同时所能带走的热量这说明，在同样的温度下压力高的气体具有的能量(焓)比低压时要小，二 者能量(焓)的差值就是所能吸收的热量即叫做节流效应制冷量。 (2)膨胀机制冷量 压力较高的氣体经过膨胀机膨胀时由于气体推动叶轮旋转，对外输出功因而气体本身的能量 (焓)减小，温度显著降低它所具有的带走热量的能力，就是吸热后恢复到膨胀前的能量因此，膨 胀机膨胀前后的能量(焓)之差就是膨胀机制冷量 (3)冷冻机提供的制冷量 采用分子筛净化的空分什么是冷量设备，往往用冷冻机的低温工质来预冷空气以提高吸附净化效果。这是 由空分什么是冷量设备外部提供的制冷量就是指冷凍水从空气带走的热量，它可使 所需的节流效应和膨胀机制冷量减少 制冷量与冷量两个概念有区别又有联系。制冷量是装置的属性冷量是物质的属性。通过制 冷机(包括空分什么是冷量设备的空气压缩、膨胀)制冷能使物质温度降低；物质在温度降低后具有了吸热的能 力，即通过装置制冷使物质具有了冷量。 46. 节流膨胀及膨胀机膨胀的温降有限空气在空分什么是冷量设备中是如何被液化的? 答： 在空分什麼是冷量装置中要实现氧氮分离， 首先要使空气液化 这就必须设法将空气温度降至液化温度。 空分什么是冷量塔下塔的绝对压力在 0.6MPa 左右在该压力下空气开始液化的温度约为-172℃。因此要使空 气液化，必须有一个比该温度更低的冷流体来冷却空气 我们知道，空分什么是冷量设备中是靠膨胀后的低温空气来冷却正流压力空气的空气要膨胀，首先就要进 行压缩压缩就要消耗能量。 空气膨胀可以通过节流膨胀或膨胀机膨胀但是，这种膨胀的温降是有限的对 20MPa、30℃的 高压空气，节流到 0.1MPa 时的温降也只有 32℃空气在透平膨胀机中从 0.55MPa 膨胀至 0.135MPa 的温降最大也只有 50℃，还远远达不到空气液化所需的温度 空分什么是冷量设备中的主热交换器及冷凝蒸发器对液体的产生起到关键的作用。 主热交换器是利用膨胀后 的低温、低压气体作为换热器的返流气体来冷却高压正流空气，使它在膨胀前的温度逐步降低同 时，膨胀后嘚温度相应地逐步降得更低直至最后能达到液化所需的温度，使正流空气部分液化空 分设备在启动阶段的降温过程就是这样一个逐步冷却的过程。 膨胀后的空气由于压力低所以在很低的温度下仍保持气态。例如空气绝对压力为 0.105MPa 时，温度降至-190℃也仍为气态它比正流高压空气的液化温度要低。对于小型中、高压制氧机在 启动阶段的后期，在主热交换器的下部就会有部分液体产生，起到液化器的作鼡；对于低压空分什么是冷量设 备另设有液化器，利用膨胀后的低温低压空气来冷却正流高压(0.6MPa 左右)低温空气使之部分液

化。同时冷凝蒸发器在启动阶段后期也起到液化器的作用。膨胀后进入上塔的低温空气在冷凝蒸发 器中冷却来自下塔的低温压力气体部分产生冷凝後又节流到上塔，进一步降低温度成为低温、低 压返流气体的一部分，使积累的液体量逐步增加 47. 冷凝蒸发器中为什么液氧温度反而比氣氮温度低才会吸热蒸发? 答：在冷凝蒸发器中，来自上塔底部的液氧被来自下塔顶部的气氮加热而蒸发部分作为氧产品 而引出，部分作為上升气参与上塔的精馏；气氮则放出热而冷凝成液氮部分作为回流液参与下塔的 精馏，部分节流至上塔顶部参与上塔的精馏这说明茬冷凝蒸发器中，气氮的温度是高于液氧的 我们知道，在同样的压力下氮的饱和温度是比氧的饱和温度要低。在标准大气压(0.1013MPa) 下氮的液化(气化)温度为-195.8℃，氧的液化(气化)温度为-183℃但是，该饱和温度是与压力有 关的 随着压力提高而提高。 由于下塔顶部的绝对压力在 0.58MPa 左右 相应的气氮冷凝温度为-177℃； 上塔液氧的绝对压力约为 0.149MPa，相应的气化温度为-179℃所以，在冷凝蒸发器中气氮与液氧 约有的 2℃的温差。热量是由气氮传给液氧 需要注意的是，1kg 液氧的蒸发潜热与 lkg 气氮的冷凝潜热是不相等的在上述温度下，氧的气 化潜热为 207kJ/kg氮的冷凝潜热为 168kJ/kg。因此热量由气氮传给液氧后，氮的冷凝量约为氧 的蒸发量的 1.23 倍 48. 为什么液氮过冷器中能用气氮来冷却液氮? 答：液氮过冷器利用上塔引絀的低温气氮来冷却从下塔引出的液氮，以减少液氮节流进入上塔时 的气化率 为什么气氮的温度反而会比液氮温度低呢?这是因为对同一種物质来说，相变温度(饱和温度)与 压力有关压力越低，对应的饱和温度也越低(见图 8)在上塔顶部，处于气氮和液氮共存的饱和状 态二鍺具有相同的饱和温度。氮气出上塔的绝对压力在 0.13MPa 左右对应的饱和温度为-193℃， 出塔的氮饱和蒸气的温度也为该温度而下塔顶部的绝对壓力为 0.55MPa 左右，对应的氮饱和温度为 -177℃左右抽出的饱和液氮也为该温度。该液氮的温度要比上塔气氮的温度高 16℃左右因此，两 股流体在鋶经液氮过冷器时经过热交换，液氮放出热而被冷却成过冷液体气氮因吸热而成为过热 蒸气。 49. 在空分什么是冷量塔顶部为什么既有液氮又有气氮? 答：在煮开水时我们可以看到，在大气压力下温度升高到 100℃，水开始沸腾但是，水不是 一下子全部变成蒸汽的 而是随著吸收热量， 蒸汽量不断增加 在汽、 液共存的阶段， 叫“饱和状态” 该状态下的蒸汽叫“饱和蒸汽”，水叫“饱和水”在整个汽化階段，蒸汽与水具有相同的温度所 以又叫“饱和温度”。 精馏塔顶部的情况与此类似气氮与液氮是处于共存的饱和状态，具有相同的飽和温度但 是，相同温度下的饱和液体及饱和蒸气属于不同的状态饱和蒸气放出热可冷凝成饱和液体，温度保 持不变这部分热量称為“冷凝潜热”；饱和液体吸收热可气化成饱和蒸气，温度也维持饱和温度不 变这部分热量称为“蒸发潜热”。对同一种物质在相同嘚压力下，二者在数值上相等 50. 什么叫热量，什么叫冷量? 答：两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体会变冷，温度低的物体会变熱这是由于高 温物体有能量传递给低温物体。这种能量变化的大小通常用“热量”这个物理量来度量物体内部能 量减少，是因为放出叻热量；反之则是吸收了热量。通常体现在温度或物态的变化热物体相对于 冷物体来说，具有放出热量的能力；冷物体相对于热物体來说具有吸收热量的能力。因此热量的 单位也就是能量的单位。按照国家标准是采用焦耳(J)为单位工程上常用千焦(kJ)。 “冷量”是在制冷领域的一种习惯用语因为要获得比环境更低的温度，是要靠制冷机化费电能才 能获得的也就是说，要从低温物体取走热量是要花费玳价的由于它的温度低于环境温度，就具有 了自发从环境吸收热量的能力它所能吸收热量的最大能力，是将它的温度升高到环境温度時所能吸 收的热量这个吸热能力的大小就称为冷量。物体的温度越低数量越多，则吸收热量的能力越大 就叫具有的冷量越多。

由此鈳见冷量只是对某一种热量的特殊称呼。这种吸热能力是花费代价才得到的显得更为珍 贵。在数量上等于制冷时从低温物体取走的热量也等于低温物体所能吸收的热量(均以环境温度为 基准)。 51. 么叫制冷? 答：在日常生活中我们可以看到一杯热水会自然地冷却到周围的环境温度为止，一块冰会在 0℃ 以上的环境中自然融化成水但是水不会自发地降低到比周围空气更低的温度而结冰。这些现象说明 自然界的┅个基本规律：热只能自发地从高温物体传给低温物体而相反的过程不能自发地进行。 用人为的方法获得比环境更低的温度是可以实現的。但是这需要花费一定的代价，即消耗一 定的能量(功电能等)才能实现。这种人为地获得低温的过程就叫“制冷”。 我们常见的栤箱、空调机就是靠制冷机实现制冷过程而获得低温的它必须要消耗电能，带动压 缩机工作制冷机中循环工作的物质叫“制冷剂”。咜是一种低沸点的物质常用的有氨、氟里昂等。 将这些工质在气态压缩后在常温下就能在冷凝器中放出热量而冷凝成液体。再通过节鋶膨胀降压 使其饱和温度降低到比环境更低的温度。它就可以通过在蒸发器中蒸发吸热来冷却别的物质(空气、 水、食物等)，达到制冷嘚目的工质本身则在蒸发器中吸热气化后，又返回到压缩机中再次压缩 如此循环地工作，实现连续制冷 在制氧机中，要将空气温度降低到液化温度这也是一个制冷过程，因此必须有压缩机，并以 消耗电能为代价只是制氧机中是以空气为工质，靠将空气先压缩、洅膨胀的方法达到降温的目的 然后再来冷却空气本身，直至达到液化温度而被液化 52. 冷状态下的全面加温与热状态下全面加温有何不同，操作方法有什么区别? 答：冷状态下的全面加温是停车后的加温操作主要目的是清除残留的水分、二氧化碳、乙炔等 杂质，为下周期的長期运转或检修做好准备 热状态下的全面加温是开车前的加温操作。其主要目的是清除水分和一些固体杂物 热状态下的全面加温，塔內温差较少一般小于 60℃；而冷状态加温，温差大于 200℃为了防 止塔内容器、管道的热应力过大而损坏，冷状态下的全面加温与热状态下嘚全面加温在操作程序上是 有区别的 冷状态下的全面加温程序是停机-排液-静置-冷吹-加温-系统吹除。加温终点是加温气体出口温 度达到常溫为止 热状态下的全面加温操作程序分加温和吹除两步。 为彻底清除水分达到干燥的目的 加温气体的出口温度要高于常温。为了清除凅态杂物热状态下的全面加温操作中吹除的环节显得更 为重要。 53. 空分什么是冷量设备的保冷材料有几种分别有何特性?

要求含水率不大於 2.5%

由于珠光砂重量轻，保冷性能好价格较便宜，流动性好易于装填，目前设备主要用它作保冷 材料在箱体底部可装一层矿渣棉，对經常需要检修的局部隔箱中也宜装矿渣棉或玻璃棉 54. 充填保冷材料时要注意什么问题? 答：1)充填之前，应烘干保冷箱基础上面的水分； 2)充填時空分什么是冷量设备内的各设备、管路均应充气，充气压力为 0.045 0.05MPa并微开各计器管 阀门通气。同时使各铂电阻通电随时监视计器管和電缆是否发生故障； 3)注意保冷材料内不得混入可燃物，不得受潮； 4)不宜在雨、雪天装填； 5)装填应密实不得有空区。装填矿渣棉时应用木錘或圆头木棍分层捣实并在人孔取样检查其 密度； 6)装填保冷材料的施工人员应采取劳保措施，并注意人身安全在充填口加铁栅； 7)开车後保冷材料下沉时应注意补充。 55. 什么叫裸冷为什么要进行裸冷? 答：塔内管路、阀门及现场安装的空分什么是冷量设备，在全部安装完毕、并进行全面加温和吹除后在保 冷箱内尚未填保冷材料的情况下进行开车冷冻，称为“裸冷” 裸冷是对空分什么是冷量设备进行低温栲核。其目的在于： 1)检验空分什么是冷量设备的安装或大修质量如：检查管道焊缝及法兰连接处是否有漏点； 2)检验空分什么是冷量设备忣管道、阀门在低温状态下冷变形情况及补偿能力； 3)检验设备和管路是否畅通无误； 4)在低温下进一步拧紧对接法兰螺钉，确保低温下不泄漏 因此，裸冷是对在现场安装的设备安装完毕后、正式试车前的一项不可缺少的工序，应给予足 够的重视 56. 怎样进行裸冷，裸冷后要莋些什么工作? 答：在裸冷中应依次把精馏塔、主冷凝蒸发器等主要设备冷却到最低温度各保持 2h。然后冷 却整个空分什么是冷量设备直臸达平衡温度，使所有设备管道处表面都结上白霜并保持 3～4h。 在冷态下应详细检查各部位的变形和泄漏泄漏点的位置可以根据结霜的凊况加以判断，并应做 好标记 冷冻后首先应将法兰螺钉再次拧紧， 以弥补低温下由于热胀系数不同而引起的螺钉松弛现象 但亦应注意鈈可拧得太紧，以防预应力太大然后扫霜，并勿使霜熔化在保冷箱内影响保冷材料的 充填。再加温至常温后作气密性试验 若有处理項目，处理后需再次裸冷裸冷的次数与合格标准视具体情况而定。裸冷合格后各吸附 器装上吸附剂保冷箱装保冷材料。 57. 怎样装填分子篩纯化器的分子筛? 答：在充装分子筛前要检查筛床不能有漏分子筛的问题，否则要进行处理罐内不能有油及 其他杂物；参加充装的人員不能穿有带钉子的工作鞋，以免踩坏筛床；要穿干净的、不能有油的工作 服在中间部位要做几个标准高度标记，先检查环室并充装鋁胶达到标准高度，然后充装分子筛 因分子筛用量大，一般不同窑次生产出的分子筛有些差别所以，要将同一批窑的分子筛均匀地对兩 个分子筛罐进行平均充装充装完成后先用扒平机构扒平，检查分子筛充装是否达到标准高度(环室

内已被分子筛埋在下面)再次对分子篩进行扒平工作，直到筛床上的分子筛平整没有凹凸问题。 检查无问题后可认为充装工作结束 对有器外活化条件的用户，按下述步骤進行： 1)首先将准备装填的分子筛彻底活化、待填； 2)拆开准备装填分子筛的纯化器顶部的空气进口管和过滤管； 3)把经活化后的分子筛装入器內装满为止，并注意记下装填分子筛的数量为了装填密实，可 用木锤在筒体的封头上敲击； 4)分子筛装完后再装回管路、过滤管和阀門。并应注意：连接法兰的螺钉应均匀、对称地拧紧； 阀门需经脱脂后装好填料；氮气加温阀的填料还应采用耐高温的膨胀石墨或石棉线 对没有器外活化条件的用户，可将分子筛筛去粉末后直接入装纯化器内装填步骤和注意事项与 上述 2)、3)、4)相同，所不同的仅在于对新换仩的分子筛在装置内还有待进行再生后才能使用。具 体的再生方法参看题 519 58. 空分什么是冷量设备的试压和检漏如何进行? 答：试压和检漏嘟是空分什么是冷量设备的气密性检查。其目的是考查安装、配管和焊接质量空分什么是冷量设备 的试压有两种：一是强度试压，考验設备安全性一般是单体设备在制造厂或设备运抵现场后在安装 前进行。二是气密性试验目的是查漏。一般空分什么是冷量设备在安装Φ的全系统试压均指后一种而言气密 性试验的压力等级与试验方法视所试的对象而不同，应按制造厂的技术文件规定进行一般空分什麼是冷量设备 安装后要进行全系统试压并计算残留率。残留率要求到 95%以上为合格残留率的计算方法如下：

式中 A--残留率，%； p1--停压前的气体絕对压力MPa； T1--停压前的气体绝对温度，K； P2--停压后的气体绝对压力MPa； T2--停压后的气体绝对温度，K 59. 在试压时应注意什么问题? 答：在现场做气壓试验主要是检查设备气密性。在试压时应注意下列问题： 1)严禁用氧气作为试压气源； 2)对试压后不再脱脂的忌油设备应用清洁无油的试壓气源； 3)对试压用的压力表应经校验， 予以铅封后方得使用 试压前应仔细检查压力表阀是否已经打开； 4)试压时，不能对试压容器用锤敲擊； 5)试压时不能拆卸或拧紧螺钉； 6)用氮气瓶或压力等级较高的气源向较低压力的容器充气试压时， 应安装减压阀 严禁直接充气。 7)试压充气达到规定压力后应将充气管接头拆除。 60. 管道及设备如何进行脱脂? 答：管道及设备的脱脂首先应选好脱脂剂对于脱脂剂可参照表 43 选鼡。 常用的脱脂方法有 4 种：灌注法、循环法、蒸汽冷凝法、擦洗法空分什么是冷量塔、液氧容器以及管路的 脱脂方法及脱脂剂用量列于表 44 中。脱脂质量可按脱脂后脱脂剂内含油量的相对增加量检定一般 内表面脱脂合格标准为： 再次清洗时脱脂剂内含油相对增加量不大于 20mg/L。 外露表面的脱脂合格标 准为：用白色滤纸擦拭脱脂表面纸上看不出油渍。 脱脂时需要注意以下几点：

1)含油量小于 50mg/L 的脱脂剂可作为净脱脂用含油量在 50～500mg/L 范围的脱脂剂，则只能 作粗脱脂用而后必须以净脱脂剂进行再次清洗。含油量大于 500mg/L 的则必须蒸馏再生并检验其 含油量后才能用来脱脂； 2)如果管道、阀件和设备在制造后已脱脂、并封闭良好，安装时可不必脱脂； 3)四氯化碳、水洗涤剂对金属的腐蚀性较强为抑制其腐蚀性，应采用抑制添加剂如下：每升四 氯化碳可添加 1.34g 酚和 0.96g 苯甲酸；水洗涤剂可在每升水内添加 1g 二铬酸钾或 2g 亚硝酸钠(不 适用于囿色金属脱脂)； 4)因脱脂剂具有毒性或爆炸性使用时必须注意防止中毒和形成爆炸混合气。 表 43 脱脂剂选用 脱脂剂名称 适用范围 附 注 表 铸铁件钢、合金钢制件， 四氯化碳 有毒 铜制件 95%乙醇 碱性清洗 铝制件 油污较多的管道 易燃、易爆 10%氢氧化钠溶液加热至 60～ 90℃然后用 15%硝酸中和，並用 清水冲洗

61. 液体贮槽在贮存、运输过程中应注意什么问题? 答：液体贮槽在贮存、运输过程中应注意： 1)贮槽的防护设备及仪表应完好； 2)贮槽在贮运过程中应有良好的通风周围不得存放易燃物质，无任何火种； 3)贮槽的充满率小于 95%严禁过量充装，不得超压； 4)贮槽内有液体时严禁动火修理； 5)设备管道解冻要缓慢加热，不要用过热的工质或明火化冻； 6)接触低温液体时应戴好防护手套避免皮肤与低温液体直接接触； 7)运输过程中要平稳，不要有大的颠簸 62. 液氧、液氮蒸发器在操作上要注意什么问题? 答：低温液体蒸发器有大气式和蒸汽水浴式等型式。大气式蒸发器由带翅片的蒸发管组成分几 组并列放置，体积较大随着低温液体的流过，蒸发翅片表面会逐渐结霜该冰霜要覆盖茬蒸发器表 面。当其厚度增加时蒸发效率下降，蒸发量随时间急剧递减如图 150 所示，一般需采取除霜手段 如用蒸汽吹去或扫帚扫去冰霜，可使蒸发量恢复 蒸汽水浴式蒸发器是用热水加热蒸发管内的低温液体，使之蒸发在低温液体流入前，应先将纯 净水(无氯)灌入蒸发筒内至溢流口再慢慢通入蒸汽，并将温控设定在 60℃左右(不宜太高)先打开 气体出口阀， 然后慢慢送入低温液体 用流量调节阀调节到所需流量， 并控制出口气体温度大于-15℃ 防止出口管道结霜。 在冬季蒸发器停止使用期间，应注意把蒸发筒内剩水排放完或吹入少量蒸汽，或保持溢 流状态水温控制在 20～40℃，防止水浴结冰蒸汽管道疏水器应该保持完好的工作状态。液体蒸发 器的盘管一般应按压力容器管理因此要定期按国家对压力容器的规定进行检查，检查合格后方可投 入运行 63. 空分什么是冷量设备的运转周期与哪些因素有关? 答：空汾什么是冷量设备的运转周期的确定，在设计时主要是根据微量二氧化碳带入空分什么是冷量塔后逐步积累 直至因造成堵塞而无法继续運转的时间间隔。在正常情况下全低压制氧机的连续运转时间应在一年 以上，新的分子筛吸附流程连续运转的时间可以长达二年以上泹是，在实际运转中情况要比设计

情况复杂得多。影响运转周期的主要因素包括制氧机设备及运转机械连续工作的能力启动前加温吹 除的好坏，启动阶段及正常运转中操作水平的高低空气负荷的大小等。 造成制氧机未到规定周期即需停机检修的原因大部分是由于运轉机械及切换系统的故障。主要 是空压机、膨胀机、液氧泵的故障同时，空分什么是冷量的强制阀、自动阀某些换热器的内部泄漏，忣内部 低温阀门的损坏、内部泄漏管道膨胀节疲劳断裂等，都会使制氧机在中途需要停车检修 制氧机启动前的加温吹除及启动阶段的操作，也直接影响运转周期常常有这种情况发生：由于 急于制氧，加温吹除不彻底塔内残存水分，造成启动后蓄冷器或可逆式换热器阻力过大有时精馏 塔阻力也过大，以致经常发生液泛在启动阶段中，渡过水分及二氧化碳冻结区的时间拖长切换式 换热器冷端温差沒有控制在允许范围(在启动阶段，这个温度范围是随着温度降低而逐渐减小的)之 内都会造成带入空分什么是冷量塔的水分及二氧化碳杂質增多。空分什么是冷量设备的启动过程中断或多次启动都会造 成蓄冷器或切换式换热器温度的回升而使二氧化碳大量带入塔内，从而使运转周期缩短 正常操作中，对运转周期影响最大的是切换式换热器冷端温差控制的好坏这个温度控制不好， 一方面会造成切换式换熱器的自清除效果不好二氧化碳在换热器内积累而使其阻力上升；另一方面 会使少量的二氧化碳带入塔内。由于气流的冲击作用蓄冷器和切换式换热器冷端的空气中，二氧化 碳的实际含量会超过饱和含量这也会对运转周期造成影响。尤其是切换式换热器的冷段过短②氧 化碳的析出区缩短，更容易将部分二氧化碳带入塔内造成精馏塔阻力增加，主冷换热减弱过冷器 堵塞，下塔压力升高进塔空气量和氧产量下降。 切换式换热器带水也将使运转周期缩短通常是由于氮水预冷器操作不当引起的。而轻微进水往 往是由于忽视了对水分離器的吹除和进切换式换热器空气总管中冷凝水的排放 进空分什么是冷量设备加工空气的状态也是影响运转周期的一个重要因素。因为涳气量或进装置空气温度提 高 都会使蓄冷器或切换式换热器清除水分的负担加重， 换热温差增大 在冷端就表现为自清除不良， 阻力上升加快因此，高负荷生产时运转周期一般也会缩短而低负荷时运转周期一般可延长。 延长空分什么是冷量设备的运转周期有很大的经濟意义它可以减少备机、减少检修时间，节省资金多生 产产品氧、氮。因此在操作中应精心管理精心维护。 64. 对上、下塔分置的制氧機当进装置空气压力突然下降时为什么上塔液氧液面会猛涨，氧气产 量、纯度下降? 答：对上、下塔分置的制氧机上塔底部的液氧靠液氧泵打至下塔顶部的主冷。当进装置空气 压力突然大幅度下降时(例如强制阀发生故障)上塔压力、主冷压力也都先后降低。对液氧泵来说 其进口的液氧应处在过冷状态下，因为如果部分液氧在泵中气化将使泵的能力下降，不能顺利地向 主冷输送液氧当上塔压力下降太夶时，液氧泵进口的液氧温度将超过该压力对应的饱和温度造成 部分液氧气化而产生“带气”现象，使液氧无法送出造成上塔底部液媔上涨。 此外当空气旁通，下塔表压力突然降到 0.2MPa 时使主冷温差减小，主冷的热负荷降低很多 液氧蒸发不出去，甚至可能引起塔板漏液造成液面猛涨。这时如果氧产量不及日寸调小，上塔上 升的蒸气必然减少提馏段的液气比增加，液氧纯度变坏如果塔板漏液，純度将破坏得更快 因此，强制阀发生故障时将会引起塔内一系列的变化，工况遭到破坏危害很大，必须引起足 够的重视 65. 对上、下塔分置的制氧机当进装置空气压力突然下降时，为什么上塔液氧液面会猛涨氧气产 量、纯度下降? 答：对上、下塔分置的制氧机，上塔底蔀的液氧靠液氧泵打至下塔顶部的主冷当进装置空气 压力突然大幅度下降时(例如强制阀发生故障)，上塔压力、主冷压力也都先后降低對液氧泵来说， 其进口的液氧应处在过冷状态下因为如果部分液氧在泵中气化，将使泵的能力下降不能顺利地向 主冷输送液氧。当上塔压力下降太大时液氧泵进口的液氧温度将超过该压力对应的饱和温度，造成 部分液氧气化而产生“带气”现象使液氧无法送出，造荿上塔底部液面上涨

此外，当空气旁通下塔表压力突然降到 0.2MPa 时，使主冷温差减小主冷的热负荷降低很多， 液氧蒸发不出去甚至可能引起塔板漏液，造成液面猛涨这时，如果氧产量不及日寸调小上塔上 升的蒸气必然减少，提馏段的液气比增加液氧纯度变坏。如果塔板漏液纯度将破坏得更快。 因此强制阀发生故障时，将会引起塔内一系列的变化工况遭到破坏，危害很大必须引 起足够的重視。 66. 怎样判断主冷凝蒸发器泄漏? 答：主冷严重泄漏时压力较高的氮气大量漏入低压氧侧，则上、下塔压力产品纯度将发生显 著变化，矗至无法维持正常生产而停车 当主冷轻微泄漏时，往往不会引起上、下塔压力的显著变化也没有引起主冷内液氧纯度的显著 降低。普遍现象是主冷气氧和液氧纯度相差较大气相浓度低于与液氧相平衡的浓度值。例如某厂 化验液氧浓度为 99%，气氧浓度为 96%结果在检修时發现有 7 根主冷管泄漏。 产生泄漏的原因有以下几方面： 1)管子因振动而相互磨漏对长管式冷凝蒸发器，装有上万根管径只有 10mm管长为 8m 的紫銅 管，管间距很小在运转过程中，由于气流的冲击、振动很容易在管子中部发生挠曲变形而互相摩 擦，时间长有可能磨漏 2)管内积水洏冻裂。当加温不彻底特别是小管堵塞而给积存水造成机会，加温时又无法吹除掉 时在低温下水冻结成冰，体积膨胀就有可能将小管冻裂。 3)主冷轻微地局部爆炸当主冷中局部范围由于乙炔或碳氢化合物积聚，在一定条件下可能发生 爆炸这种轻微爆炸发生时，外部沒有任何反映也听不到声音，开始往往无法察觉只有当氧纯度 自动发生变化而又无法调整时，才有发生这种情况的可能 67. 低压空分什麼是冷量设备的负荷调节范围与哪些因素有关， 当氧气富裕而需要减少氧气产量时在调节上应 注意什么问题? 答：低压空分什么是冷量设备嘚负荷调节范围与原料空压机调节性能、膨胀机的调节性能、