《氧氣站設計規(guī)范》GB 50030-2013
住房和城鄉(xiāng)建設部
上傳時間:2023-05-05 實施時間:2014-07-01
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5 工藝設備
5.0.1 氧氣站的設計容量應根據(jù)用戶的用氣特點以及氣體用量平衡表的晝夜小時平均用量,或工作班的小時平均用量之和,經技術經濟比較后確定。氧氣站空氣分離設備的設計容量應計入當?shù)睾0胃叨鹊挠绊憽?br> 5.0.2 氧氣站空氣分離設備的型號、臺數(shù)、備用機組的選用應根據(jù)用戶對空氣分離氣體產品的要求,經技術經濟比較后確定,并應符合下列規(guī)定:
    1 空氣分離設備臺數(shù)宜按大容量、少機組、統(tǒng)一型號的原則確定。
    2 產品氣體壓縮機的設計壓力應滿足用戶氣體產品的使用壓力,并應與產品氣體壓力貯罐的設計壓力一致。
    3 氧氣站可不設置備用空氣分離設備,當供氣中斷會造成用戶較大損失時,宜設置備用空氣壓縮機、氧氣壓縮機,亦可采用其他方法調節(jié)供氣。
5.0.3 氧氣站氣態(tài)產品貯罐容量的選擇應符合下列規(guī)定:
    1 調節(jié)產氣量和用氣量之間的不平衡宜采用氣體壓力貯罐。壓力貯罐的設計貯氣量應按空氣分離設備小時產氣量和用戶的氣體用量曲線以及設計壓力和釋放壓力確定。
    2 小型氧氣站常壓氣態(tài)產品量和用氣量之間的不平衡宜采用貯氣囊,其貯氣量應按產氣量與用氣量之間的不平衡性確定。
5.0.4 氧氣站低溫液體貯罐容量的選擇應根據(jù)下列要求經技術經濟比較后確定:
    1 液體產品的用途及需求量;
    2 液體產品槽車運輸費用、運輸距離和液體貯罐性能;
    3 當液體產品僅用于空氣分離設備檢修時的備用氣源時,其容量應按空氣分離設備檢修所需時間內的用氣量確定。
5.0.5 氧氣站的原料空氣壓縮機的排氣壓力應按空氣分離設備要求確定。當所在企業(yè)壓縮空氣站的空氣壓縮機的排氣壓力與空氣分離設備的原料空氣壓縮機排氣壓力一致時,空氣壓縮機可互為備用。
5.0.6 各類氣體輸送用壓縮機的設置應符合下列規(guī)定:
    1 壓縮機型號、臺數(shù)應按進氣、排氣參數(shù)和平均小時用氣量選擇;
    2 壓縮機后的氣體壓力貯罐容量應根據(jù)用氣量變化情況確定;
    3 同一品種氣體、同一排氣壓力的壓縮機宜采用同一型號,并能調節(jié)壓縮機能力;
    4 當采用的活塞式壓縮機需要連續(xù)運行時應設備用。
5.0.7 灌裝用氣體壓縮機的型號、排氣量、臺數(shù)應根據(jù)灌裝介質,瓶裝氣體用量,充裝容器的規(guī)格、數(shù)量、充裝時間等條件確定,可不設備用。
5.0.8 高純氧氣、氮氣、氬氣的灌瓶壓縮機宜采用膜式壓縮機或無潤滑壓縮機。高純氣體灌裝站房宜設有鋼瓶氣體置換、加熱干燥和抽真空等鋼瓶處理裝置。
5.0.9 灌裝用充裝臺不應少于兩組,其中一組充裝時,另一組倒換鋼瓶。每組鋼瓶的數(shù)量應按充裝用氣體壓縮機的排氣量和充裝時間確定。
5.0.10 供氣用匯流排的設置不應少于兩組,其中一組供氣時,另一組為倒換鋼瓶用。每組鋼瓶的數(shù)量應按用戶最大小時用氣量和供氣時間確定。
5.0.11 各種氣體鋼瓶的數(shù)量應按鋼瓶周轉情況確定,當確定有困難時,宜按用戶一晝夜用氣瓶數(shù)的3倍確定。
5.0.12 制氧站房應設檢修起重設備,其起吊能力應按檢修設備最重部件確定。手動或電動方式按起吊重量大小和檢修頻率確定。
    鋼瓶集裝格的氣體灌裝廠房宜采用起重設備或電瓶車運輸。
5.0.13 氧氣站應按安全生產以及對空氣分離產品質量的要求,設置在線分析和離線分析儀器。
5.0.14 氧氣站宜設置廢液收集裝置。
條文說明
5.0.1 確定氧氣站的設計容量的主要依據(jù)是氧氣、氮氣平衡表,該平衡表上應列出各用戶的小時平均用量(或工作班的小時平均用量)和小時最大用量。根據(jù)氧氣站供應范圍的各類用戶晝夜小時平均用量或工作班的小時平均用量之和確定設備能力??諝夥蛛x設備的運行時間一般可根據(jù)具體項目的氣體使用特點和使用負荷等因素確定,在使用低溫法空氣分離設備時,除了停車檢修、吹掃啟動等所需時間外,一般均采用晝夜連續(xù)生產氣體,但是許多氣體用戶晝夜各個時段的氣體消耗量是不均勻的、間斷的;為減少空氣分離設備所生產氣體的放空浪費,一般在氧氣站內或用戶處設置貯氣系統(tǒng),此時按氣體用戶的晝夜小時平均用量確定低溫法空氣分離設備的生產能力;若氣體用戶的工作班的氣體耗量大,貯氣系統(tǒng)不易解決產氣量和耗氣量不均衡時,則應按用戶工作班的小時平均用量之和確定。這里應當指出的是:采取貯氣手段或氣體放空方式選擇空氣分離設備生產能力時,均應結合具體項目特點、相關費用和設備、系統(tǒng)建設費用進行綜合分析比較,選擇經濟適用、節(jié)約能源的合理方案。
    采用常溫變壓吸附法空氣分離設備時,由于此類設備具有開停車時間短、生產能力可調且方便等特點,其設計容量(生產能力)的選擇一般可按工作班的小時平均用量之和或氣體用戶的用氣設備的最大小時用量之和乘以同時使用系數(shù)確定。
    空氣分離設備設計容量選用時,應根據(jù)用戶所在地區(qū)的氣象條件進行必要的修正,當在高原地區(qū)建站時,應按空氣分離設備要求的加工空氣質量流量和壓力對原料空氣壓縮機提出要求,以彌補高原地區(qū)由于氣壓降低所減少的空氣質量流量和排氣壓力。
5.0.2 空氣分離設備的型號、臺數(shù)、備用機組的選擇應根據(jù)用戶所需產品氣體的品種(氣態(tài)或液態(tài)氮、氧、氬等)、耗量、使用參數(shù)以及使用特點等要求,結合空氣分離設備的性能、參數(shù)經技術經濟比較后確定。
    1 采取大容量、少機組、統(tǒng)一型號的原則,這是為了減少投資,降低能耗,方便維修。為提高設備利用率,空氣分離設備一般不設備用,但設備檢修時將會影響供氣,所以應考慮一臺設備檢修時的氣體供應,據(jù)了解,目前通常采用與用戶配合檢修,盡量減少供氣量或設置低溫液體貯罐等措施增加建設投資。
    2 產品氣體貯罐是用來解決產量和用量在一段時間內的不平衡,其貯氣量大小與設計壓力和最低釋放壓力之差成正比。因此外供氣體產品壓力、氣體壓縮機的設計壓力應與貯罐的設計壓力保持一致,才能保證產品氣體貯罐必需的貯氣量。
    3 空氣分離設備檢修周期通常都高于用戶的檢修周期,因此可不設置備用空氣分離設備。但當供氣中斷會造成較大損失時,為確保供氣,可對空氣分離設備中易出現(xiàn)維修、更換易損件需求的活塞式壓縮機等動設備設置備用。
5.0.3 在選擇調節(jié)產氣量和用氣量之間的不平衡方式時,本條取消了原規(guī)范中的“濕式氣體貯罐”,這是由于它的投資和占地都較大,同時還使干燥氧氣增濕,目前已很少使用。壓力氣體貯罐的單位體積貯氣量與貯罐的設計壓力和最低釋放壓力之差成正比,為此作了本條的規(guī)定。
5.0.4 氧氣站低溫液體貯罐容量選擇時應考慮的因素有:液體產品的用途和需求量,即用戶所需的液態(tài)產品品種(氧、氮、氬)及其使用量和外銷的品種、數(shù)量,根據(jù)這些用量計算液體容積,再除以液體貯罐的充滿率(90%~95%),即為液體貯罐容積。只有當用途不明,計算有困難時可按單臺空氣分離設備的一天最大液態(tài)氧氣或氮氣或氬氣的產量進行計算。當液態(tài)產品需外供時,應在充分了解市場需求后,根據(jù)液體產品的運輸方式、運輸能力、運輸費用、運輸距離和液態(tài)氣體貯罐的性能、價格等因素進行技術經濟分析比較后,確定選擇液態(tài)氣體貯罐的容積、數(shù)量。
    當液體貯罐只用于滿足一臺空氣分離設備檢修時的氣體供應時,通常是按空氣分離設備檢修時氧氣站所需小時供應氣體耗量乘以檢修時間,再換算成液體體積確定;大、中型空氣分離設備檢修時,所需供氣量通常較大,此液態(tài)氣體貯量在非檢修時間可以用于滿足其他用途。
5.0.5 國內外大型氧氣站不乏將多臺原料空壓機并聯(lián)使用的例子,也有將氧氣站的原料空壓機與壓縮空氣站的空氣壓縮機并聯(lián)使用、互為備用的實例。因此,當形式、品質、排氣壓力一致時,將氧氣站的原料空氣壓縮機和壓縮空氣站的空氣壓縮機互為備用在原理和實踐上都是可行的。
5.0.6 根據(jù)用戶要求,當空氣分離設備生產的產品氣體的壓力不能滿足要求或為了供氣系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行需提高供氣壓力時,常常在氧氣站的各類氣體(如氮氣、氧氣等)供氣系統(tǒng)中需設置輸送氣體用壓縮機。為確保用戶對供氣量、供氣壓力的穩(wěn)定、可靠要求,并考慮到各類氣體用氣設備的不均衡使用,一般都應在壓縮機后設置壓力氣體貯罐,用以均衡、吸收用氣設備的用量變化和壓縮機排氣量與用氣量的不一致性。
    氣體壓縮機的型號、臺數(shù)一般是根據(jù)壓縮氣體的品種、進口壓力、溫度和排氣壓力以及用戶的小時平均用氣量等數(shù)據(jù)經計算后確定;當采用離心式氣體壓縮機時,由于檢修周期長、運行安全可靠,一般均可不設備用;但若采用活塞式氣體壓縮機,由于需要定期進行維護檢修,連續(xù)使用時應設備用機組,以確保連續(xù)、穩(wěn)定供氣。
    為使各類氣體經壓縮后并網運行穩(wěn)定和維護管理方便,一般宜將同一類氣體(氧氣、氮氣)壓縮機采用同一型號,并且根據(jù)用氣量的變化自動調節(jié)壓縮機的能力,目前離心式壓縮機一般采用進口導葉調節(jié),有的活塞式氣體壓縮機采用部分頂開進氣閥的方式進行調節(jié)。
5.0.7 由于瓶裝氣體主要用于外銷,所以灌裝用氣體壓縮機一般不設備用。據(jù)調查,各氧氣站大多這樣設置,但專業(yè)性的以外銷為主的氣體(廠),為確保外供鋼瓶氣體,一般設有備用機組。
5.0.8 為防止高純氣體灌裝壓縮過程中被污染,所以高純氣體的壓縮加壓采用膜式壓縮機是首選產品,因為它是通過油壓推動金屬膜,造成氣腔體積變化而升壓的,對氣體而言是一個不與潤滑油等接觸的完全封閉的系統(tǒng)。當灌裝氣體量較大時,可選用無潤滑活塞式壓縮機。
    高純氣體的鋼瓶處理包括沖洗、置換、紅外線加熱干燥、抽真空等,其目的是要把鋼瓶內的各種雜質氣體盡可能地置換、干燥、抽吸干凈,確保灌裝的高純氣體不被污染、降低純度。
5.0.11 氧氣站各種氣體鋼瓶的數(shù)量應按其周轉情況確定,它與氣體用戶和灌裝站房的距離、生產與使用情況、管理水平等有關。如氣體鋼瓶在用戶和灌裝站房停留時間較短、距離較近,則可減少鋼瓶數(shù),反之要增加鋼瓶數(shù)。“一晝夜用氣瓶數(shù)的3倍”是目前工程設計中沿用的經驗值。
5.0.12 氧氣站的設備體積和重量一般都較大,目前各行各業(yè)的氧氣站大多設置檢修起重設備,用于設備檢修或安裝,一般是根據(jù)起重設備的重量和檢修頻率確定采用電動或手動方式。通常在設置大、中型空氣分離設備的氧氣站采用電動方式,最大件重量只有一噸左右的小型空氣分離設備的氧氣站宜采用手動方式。
5.0.13 設置在線和離線分析儀是安全生產和保證質量的需要,分析儀的種類取決于氣體產品品種和氣體品質、純度,通常應具備的分析儀有:分子篩吸附器出口空氣中的二氧化碳含量分析,分子篩再生加熱器出口氣體中的水分分析,各種氣體產品的純度分析,液氧中碳氫化合物含量分析等。
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