答:这个问题的回答不能一概而论,要根据空分设备的运行情况灵活应用。我们先假定空分设备处于正常状态,即液空节流阀及液氮节流阀均没有被CO2或固体杂质所堵塞,在稳定工况下一般液氮节流阀的开度为2圈左右,液空节流阀的开度为4-5圈是较合适的,原因如下:
因为该空分设备一般以生产气态产品为主,即气氧和气氮,不生产液体产品(液氧和液氮),即气氧和气氮,不生产液体产品(液氧和液氮)。装置的冷损消耗在跑冷和热交换器热端的不完全回收损失上,空气入下塔的含湿量较小,与液空混合后对液空纯度影响较小。当液空纯度为38%O2、液氮纯度为99.9%N2时,液空与液氮的抽量分别为0.55及0.45m3/m3加工空气量。如果加工空气量为830m3/h(状态为273K、0.1013MPa),則液空的押量为456m3/h(折成气态),液氮的抽量为374m3/h(折成气态)。这两个流量仅差82m3/h。是否阀门开度也是接近呢?回答肯定不是。虽然这两个阀门同为15B12型低温节流阀,通径为φ12mm,阀头处劈掉一块,流量与开度呈线性关系。
经过对低温液体节流阀的流动特性分析,就可知节流阀的流量与阀门的开度、节流前的状态,以及节流前后的压力,与介质的特性有关。
阀门开度与流量成正比。阀门节流前的状态主要指液体过冷情况,即过冷度,液体的过冷度越大,节流后的汽化率越小。150m3/h空分设备节流前后的压差基本变化不大,介质特性基本不变。
根据150m3/h空分设备精馏系统的要求,液氮的过冷度为7K,液空的过冷度为3K,它们节流后的汽化率分别为10%及15%左右。而液体的汽化率严重影响阀门的通道流量,因为液体汽化后其体积膨胀了几百倍,阻碍了液体的流量,在下塔工作压力0.5MPa(表压)、上塔0.05MPa(表压)压力下进行操作,其液氮节流阀的开度为2圈左右、液空节流阀的开度为4-5圈是比较合适的。如果精馏塔作单高操作(仅出气氧),液氮节流阀可适当开大,使冷凝的液氮纯度在98%N2左右,液空节流阀可适当关小。若设备运转时间已较长,塔内CO2固体颗粒堵塞液空节流阀通道,则液空节流阀的开度可适当开大,否则下塔的液空液面会上涨。
再有一种情况,就是液空液面计堵塞或失灵时,为了防止液空液面不满到下塔底部塔板上影响精馏,宁可把液空节流阀开大一点,用耳朵靠近手轮听起来有些响声即可。
中国空分设备公司(退休) 陈锡顺
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