现代空分设备技术与操作原理PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

现代空分设备技术与操作原理PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一章　低温热力学基础1

1　气体的基本状态参数1

1.1 温度1

1.2　压强（压力）1

目录1

1.3 比体积2

2　气体基本定律2

3　热力学基础3

3.1　热力学第一定律4

3.2　热力学第二定律5

4　气体的热力性质图6

4.1 T—S图6

4.3　H—S图7

4.2　H—T图7

5　溶液热力学基础8

5.1 溶液8

5.2　溶液的基本定律8

5.3　二元溶液的相平衡图10

6　获得低温的方法11

6.1　节流膨胀效应11

6.2　气体的等熵膨胀12

6.3　节流与等熵膨胀的比较13

第二章 空气过滤、预冷和净化原理及设备14

1 概述14

2　除尘系统14

2.1 除尘机理14

2.2　除尘计算15

2.3　空分设备中使用的除尘器16

3　空气预冷系统19

3.1 流程19

3.2　工作原理21

3.3　冷却塔23

3.4　冷水机组25

3.5　离心水泵26

4　分子筛纯化系统28

4.1 流程28

4.2　原料空气净化原理31

4.3　吸附剂用于原料空气的净化34

4.4　净化设备41

1.2　研究传热过程的目的和任务47

1.4　低温换热器的特点47

1.3　换热器分类47

1　概述47

1.1　热量传递条件和方向47

第三章　传热传质原理及设备47

2　传热基本原理48

2.1　热量传递3种基本方式48

2.2　传热方程和传热系数51

2.3　流体流动与对流放热53

3　冷凝与蒸发55

3.1　冷凝蒸发器的形式55

3.2　液氧在管内沸腾特征55

3.3　气氮平壁冷凝56

4.1　板翅式换热器的发展和结构57

4　板翅式换热器57

3.4　管外液氧蒸发与管内气氮冷凝57

4.2　传热过程分析62

4.3　传热方程64

4.4　放热系数确定66

4.5　多股流传热68

4.6　空分设备中板翅式换热器68

第四章　活塞式压缩机应用技术75

1　压缩机类别75

2　无油润滑压缩机在生产上的应用与发展76

3　无油润滑压缩机氟塑料密封技术80

3.1　填充聚四氟乙烯的特性80

3.2　影响PTFE寿命的主要因素80

3.3　PTFE密封元件的设计特点85

4.1.1　主要技术规范104

4　无油润滑压缩机的安装调试和操作维修技术104

4.1　2Z2-1.6/165型氧压机概况104

4.1.2　氧压机的装配间隙和试压要求105

4.1.3　氧压机的仪控设施106

4.2　氧压机的结构形式106

4.3　氧压机的安装要点107

4.4　氧压机的试运转108

4.4.1　氧压机的空运转108

4.4.2　氧压机的吹除109

4.4.3　氧压机的升压和负荷运转试验109

4.5　氧压机的操作要点110

4.5.1　氧压机的启动110

4.7　氧气设备燃烧事故预防措施111

4.6　氧压机的维修111

4.5.2　氧压机的停车111

第五章　透平膨胀机应用技术113

1 空分设备配套膨胀机的基本要求及工作原理113

2　透平膨胀机的分类113

3　透平膨胀机的基本方程和工作原理114

3.1　基本方程114

3.2　工作原理117

4　透平膨胀机的通流部分118

4.1　气体在蜗壳中的流动118

4.2　气体在喷嘴中的流动118

4.3　气体在工作轮中的流动121

4.4　气体在扩压管中的流动122

5　透平膨胀机的损失和效率123

6.2　透平膨胀机的制动125

6　透平膨胀机的制动125

6.1　制冷量与输出功125

7　透平膨胀机的特性曲线及工况调节126

7.1　透平膨胀机的特性曲线126

7.2　透平膨胀机的工况调节127

8　透平膨胀机的主机结构131

8.1　透平膨胀机的主要特点131

8.2　透平膨胀机主机典型结构132

9　透平膨胀机组143

9.1　机组的组成143

9.2　轴承润滑系统144

9.3　安全保护系统146

10.1　运行147

10　透平膨胀机的运行、维护和故障处理147

10.2.1　装拆说明148

10.2.2　维护说明148

10.2　维护和检修148

10.2.3　主要故障及处理149

第六章 空气分离原理及低温精馏塔151

1　气体分离方法151

2　空气的组成及空气分离的基本原理151

2.1　空气的组成151

2.2　空气分离的基本原理152

3　精馏原理在精馏塔中的应用154

3.1　单级精馏塔154

3.2　双级精馏塔155

4.2　三元精馏过程的计算156

5　精馏塔的分类156

4　精馏过程的计算156

4.1　二元精馏过程的计算156

6　筛板塔157

6.1　筛板塔的结构157

6.2　典型的筛板结构158

6.3　在选用筛板塔的结构时应注意的问题158

6.3.1　保证塔板的水平度158

6.3.2　创造良好的气液接触条件159

6.4　筛板塔的结构设计159

6.4.1　筛板塔的流体动力工况159

7.1.1　填料塔内的气液流动过程分析160

7.1　填料塔的流体力学与传质160

7　填料塔160

6.4.2　筛板塔的结构设计160

7.1.2　填料塔内的传质过程161

7.2　填料与塔内件161

7.2.1　填料161

7.2.2　塔内件162

第七章 空分设备流程166

1　空分设备流程166

1.1 系统组织166

1.2　我国大中型空分设备流程技术发展166

1.3　外压缩流程空分设备简述176

1.4　内压缩流程空分设备简述178

1.5　外压缩流程与内压缩流程空分设备的比较179

1.5.1 投资成本180

1.5.2　运行费用181

1.5.3　安全性与可靠性181

1.5.4　不同行业对空分设备的选择182

1.6　内压缩流程的形式182

2　液化装置流程183

2.1　节流循环183

2.2　等焓膨胀和等熵膨胀的组合循环186

2.3　液化流程及流程选择的原则188

3　液体空分设备流程189

3.1　低压循环流程189

3.2　带低温冷冻机的低压循环流程189

3.3　中压循环流程189

4　纯氮设备流程190

4.1　空气正流膨胀流程190

3.4　中压双膨胀流程190

4.2　空气返流膨胀流程191

5　典型空分设备流程设计与计算191

5.1　空分设备流程参数的确定191

5.2　空分设备的能耗194

5.2.1　外压缩流程空分设备195

5.2.2　内压缩流程空分设备197

5.2.3　能耗的定量数据198

5.2.4　关于能耗计算的一些想法199

第八章 透平压缩机应用技术200

1 简述200

2　离心式压缩机的工作原理200

3　离心式压缩机的典型结构201

4.1　转子202

4　离心式压缩机的基本组成202

4.2　静子或固定元件203

5　离心式压缩机的辅机205

5.1　驱动机205

5.2　齿轮增速机205

5.3　气体冷却器205

5.4　强制供油系统206

6　离心式压缩机的基本方程和热力学基本定律206

6.1　欧拉方程式206

6.2　能量方程式207

6.3　伯努利方程式207

6.4　气体压缩过程和压缩功208

6.5　整机效率和级效率209

7.1　喘振工况210

7　离心式压缩机的两个特殊工况：喘振和阻塞210

7.2　阻塞工况212

8　空分设备配套的原料空气透平压缩机212

8.1　原料空气透平压缩机典型结构212

8.2　原料空气透平压缩机的仪表控制213

8.3　启动及停机操作214

8.4　联锁报警216

8.5　防喘振装置216

8.6　机组运行中的维护、故障判断及排除方法217

9　空分设备配套的氧气透平压缩机217

9.1　典型结构218

9.2　仪表控制218

9.3　保护及安全措施218

9.4　启动及停机操作221

9.5　联锁报警223

9.6　防喘振装置224

10　空分设备配套的氮气透平压缩机224

10.1　典型结构224

10.2　仪表控制、保护及安全措施224

11　空分设备配套的循环压缩机225

11.1　典型结构225

11.2　循环压缩机的仪表控制、保护及安全措施225

12　透平压缩机机组的检修、故障及排除方法226

12.1　检修226

12.1.1 主要检查项目226

12.1.2　主要检修项目226

12.2.2　轴承工作面损坏227

12.2.1　振动过大227

12.2　几种主要故障的故障树分析227

12.2.3　叶轮损坏228

12.2.4　齿面啮合不良228

12.2.5　异常声音229

12.2.6　气量不足229

12.2.7　过载230

第九章　低温液体泵应用技术231

1　概述231

2　往复式低温泵231

2.1　往复式低温泵的分类231

2.2　往复式低温泵的工作原理231

2.3　往复式低温泵的工作特点232

2.4　往复式低温泵的主要性能参数233

2.5　往复式低温泵的结构形式236

2.6　安装、操作及故障处理240

2.6.1　安装注意事项240

2.6.2　操作240

2.6.3　故障及处理241

3　离心式低温泵241

3.1　离心式低温泵的分类241

3.2　离心式低温泵的工作原理241

3.3　离心式低温泵的工作特点242

3.4　离心式低温泵的主要性能参数242

3.5　离心式低温泵的性能曲线243

3.6　离心式低温泵装置性能和工况点244

3.7　离心式低温泵的比转数245

3.9　离心式低温泵的结构246

3.8　离心式低温泵的气蚀246

3.10　泵的轴封247

3.11　安装、操作及故障处理247

3.11.1　安装注意事项247

3.11.2　维护及操作248

3.11.3　常见故障及处理方法249

3.11.4　离心式低温泵的串、并联工作情况250

第十章 稀有气体的制取251

1　稀有气体的性质和用途251

2　稀有气体的制取原理252

3　稀有气体的制取方法252

4　氩的制取252

4.1　加氢除氧制氩253

4.2　全精馏无氢制氩255

4.3　两种制氩流程的比较257

5　氖、氦的制取258

5.1　提取粗氖、氦混合气258

5.2　粗氖、氦气中杂质的清除258

5.3　纯氖和纯氦的制取259

6　氪、氙的制取259

6.1 贫氪混合物的制取260

6.2　贫氪混合物中碳氢化合物、二氧化碳和水分的清除260

6.3　粗氪、氙的制取和纯化及氪、氙的分离260

第十一章　控制技术及气体分析261

1 空分设备仪控系统的构成261

1.1　检测仪表261

1.2　显示仪表269

1.3　控制仪表270

1.4　执行器270

1.5　现场仪表及阀门的环境使用要求278

2　仪表的性能指标279

2.1 精确度279

2.2　灵敏度279

2.3　迟滞（回差、滞环）279

2.4　重复性280

2.5　量程比280

2.6　响应时间280

3　空分设备上典型仪表的回路构成280

3.1　温度显示回路280

3.3　流量显示控制回路281

3.2　压力显示回路281

4　智能仪表282

5　DCS系统控制技术282

5.1 DCS系统的网络结构282

5.2　DCS系统的主要功能282

5.3　远程控制技术284

6　PID控制284

6.1 比例、积分、微分调节规律对控制系统动态及静态品质的影响285

6.2　PID参数的调整288

7　空分设备应用软件的组态原则、主要功能及基本操作289

7.1　组态原则289

7.2　主要功能289

8　仪控系统事故状态下的紧急处理292

11.1　空分设备的高级控制策略——自动变负荷及优化生产控制技术293

11 国内空分设备的控制发展动态和方向293

9　膨胀机、氧气透平压缩机等机旁柜采用仪电一体化设计293

10　ESD紧急停车系统293

11.2　控制系统的发展动态——现场总线控制系统FCS294

12　过程分析仪表在空分设备中的应用295

12.1 空分设备成套分析仪系统简述295

12.2　过程分析仪表295

12.3　样品预处理系统299

第十二章　低温液体贮运301

1　低温液体容器概述301

1.1　真空粉末绝热液体贮槽302

1.2　普通粉末绝热液体贮槽304

2　汽化器结构介绍304

3.1　总体结构305

3　低温液体容器的结构305

3.2　容积与形状306

3.3　绝热形式306

3.4　机械构件307

3.5　气体回收及附件307

4　材料307

5　低温液体容器的设计308

5.1　设计压力和计算压力308

5.2　壁厚附加量308

5.3　许用应力309

5.4　焊接接头系数309

5.5　设计计算310

1.1　冷箱基础的建设312

1.2　压力容器、管道及阀门的压力和气密性试验312

第十三章 大型空分设备及部机安装、调试与操作原理312

1　大型空分设备安装技术要求与要点312

1.3　压力容器、阀门和管道及其附件的除锈、脱脂313

1.4　冷箱的安装314

1.5　精馏塔系统的安装314

1.6　冷箱内阀门的安装315

1.7　冷箱内管道的连接315

1.8　冷箱外管道及容器的安装316

1.9　冷箱内管道的气压试验及冷箱外管道的压力试验317

1.10　管路和容器的吹刷317

1.11　整体冷试318

1.12　保温材料的充填318

2　大型空分设备启动前的准备工作318

3.2.1　启动冷却水系统319

3.2.2　启动仪表空气系统和分子筛纯化系统切换程序319

3　大型空分设备的启动319

3.2　启动准备319

3.1　启动应具备的条件319

3.2.3　启动空气透平压缩机320

3.2.4　启动空气预冷系统320

3.2.5　启动分子筛纯化系统320

3.2.6　加温、吹刷精馏塔系统的管路320

3.3　冷却阶段322

3.3.1　精馏塔冷却前必备条件322

3.3.2　启动增压透平膨胀机322

3.3.3　冷却精馏塔系统322

3.4.3　液体的积累324

3.4.2　温度的控制324

3.3.4　冷却阶段应注意事项324

3.4.1 阀门的调节324

3.4　积液和调整阶段324

3.4.4　精馏过程的建立325

3.4.5　精馏工况的调整325

3.4.6　粗氩塔工况的调整326

3.4.7　精氩塔的操作与调整326

3.5　安全操作措施327

3.5.1　液氧的安全排放327

3.5.2　冷凝蒸发器液氧中碳氢化合物的控制327

4.1.1　精馏控制328

4.1　正常操作328

4　空分设备的管理328

3.5.6　全面加温时加温气量的控制328

3.5.5　启动时分子筛吸附器进出口阀的操作328

3.5.4　循环冷却水防腐剂量的控制328

3.5.3　冷箱的充气328

4.1.2　达到规定指标的调节329

4.1.3　液体的排放329

4.2　维护329

4.2.1　操作管理329

4.2.2　热交换器329

4.2.3　冷凝蒸发器329

4.2.4　精馏塔329

4.3.2　供电中断330

4.3.1　供气停止330

4.3　故障及排除方法330

4.2.6　阀门330

4.2.5　分子筛吸附器330

4.2.7　测量和控制装置330

4.3.3　透平膨胀机发生故障331

4.3.4　切换装置发生故障331

4.3.5　仪表空气中断331

4.4　变工况操作331

4.4.1　增加或减少气体产品的变负荷操作331

4.4.2　增加氧气产量的操作332

4.4.3　增加液体产量的变工况操作332

4.4.4　手动变负荷操作中应注意的问题332

5.1　停车和重新启动333

5.1.1　正常停车333

5　停车和加温333

4.4.5　变负荷范围的技术限制333

5.1.2　临时停车334

5.1.3　临时停车后的启动334

5.2　全面加温精馏塔334

5.2.1　低温阀门的加温334

5.2.2　透平膨胀机的加温335

5.2.3　精馏塔系统的加温335

5.2.4　分子筛纯化系统的吸附和再生335

5.2.5　加温气的提供335

6　全精馏无氢制氩系统操作335

6.1　全精馏无氢制氩系统的启动336

6.2　全精馏无氢制氩系统正常工况的调整337

6.2.1　主塔工况的调整337

6.2.2　粗氩塔工况的调整337

6.3　全精馏无氢制氩系统的停车338

6.2.3　精氩塔工况的调整338

第十四章 空分设备安全技术339

1　空分设备的爆炸及防范措施339

1.1 主冷爆炸339

1.1.1 事例339

1.1.2　防范措施340

1.1.3　膜式主冷及铝填料的安全性340

1.2　冷箱爆炸341

1.2.1 事例341

1.2.2　防范措施341

1.3　氢爆炸342

2　空分设备部机的安全技术342

3　氧气管道的燃爆事故及防止措施343

5　低温液体的安全贮运345

4　工业气体的安全技术345

6　钢瓶充装和运输的安全技术346

7　空分设备发生事故时的应急救援347

8　氧气厂（站）安全评价事项348

8.1　厂址的选择348

8.2　空分设备吸风口的方位348

8.3　环境空气质量349

8.4　防火距离和消防设施349

8.5　氧气流道严禁油脂349

8.6　氧气放散时放散口严禁烟火349

8.7　防电349

8.8 防冻350

8.9　严格的安全管理350

主要参考文献352