精细化工厂区中的空压站设计

摘 要：本文就精细化工工厂中的空压站的布置、工艺系统、设备选型、设计规模的设计要点进行了介绍。精细化工工厂中的空压站设计过程中，需结合其生产、用气特点，使工艺流程、设备选型、工艺布置符合规范要求，实现优化、升级。

关键词：空压站；工艺设计；精细化工

0 引言

压缩空气是各类工厂的最重要公辅工程之一，其为厂区内各类设备提供源源不断的动力。精细化工生产车间气动设备、阀门相对较多，由于其生产工序多为间歇操作，用气量波动大、用气量不均衡成为其显著特点。由于精细化工生产车间生产类别多为甲、乙类，气动设备、阀门无防爆太高的防爆要求，同时生产车间储罐类设备大多需要氮气保护，空压站运行的稳定与否对工厂正常生产有着重大的影响。因此空压站的设计是精细化工厂区设计的重要环节。

1 空压站布置

1.1 空压站选址

空压站一般布置在用气负荷中心，避免因输送距离过长而对生产用气质量造成影响。由于空压站的运行本身亦需要其他公辅工程，其周围还应有可靠的循环水、电力的供给条件。精细化工厂区易燃易爆、有毒有害介质较多，其选址还应避免靠近散发爆炸性、腐蚀性和有毒气体、粉尘等有害物质的场所，宜布置在全年最小风频的下风侧。

1.2 站房布置

精细化工厂区内空压站属于较小规模空压站，生产类别一般为丁、戊类，其厂房通常与其他公辅工程共建，共建时避免其自然通风及采光。压缩空气储气罐应室外布置，并且应布置在设备间的北侧。设备间内一般根据流程布置，同时应考虑各设备间管道连接、设备检修空间。

2 工艺系统

精细化工厂区内要求使用的气源种类较多，主要有压缩空气、洁净空气、氮气等，压缩空气可供管道吹扫、压滤等对气源含水率、洁净度要求不高的工艺过程使用，洁净空气主要为仪表使用，而对于有防爆要求的工艺过程，如氮封、保护等，工艺用气为纯度大于97%的氮气。基于以上用气要求，精细化工厂区空压站一般流程如图1所示。

3 主要设备选型

3.1 空压机

精细化工工厂用气通常为气动设备、阀门、氮气保护等低压用气，不涉及压力超过1MPa的中高压工艺用气。因此排气压力不高，运行稳定的螺杆式空压机成为了首选。目前螺杆式压缩机的连续工作时间可达数万小时，对于年检制的精细化工工厂来说，一台螺杆式空压机组可以满足生产使用需求，无须设置备用机组。

3.2 储气罐

由于用气量波动较大，为消除这一用气波动，一般在空压站设置较大的储气罐，储气罐大小可根据所选压缩机排气量及各车间最大用气量确定。储气罐材质可根据空气洁净、湿度要求确定，冷干空气及氮气内壁采用不锈钢材质。

3.3 空分设备

日前，工业上应用的空气分离方法有低温精馏法、非低温分离法（如变压吸附法及膜分离法）。低温法和常温法设备的比较见表1。

由于精细化工厂用气量波动大，用气量相对较小的特点，其一般均采用变压吸附空气分离设备制取氮气，以供生产使用。

4 空压站供气能力确定

空压站设计能力与各生产车间、用气设备的平均消耗量、最大消耗量和用气特点有关。一般确定空压站能力方法有两种：根据平均消耗量计算、根据最大用气量计算。无论采取哪种方式确定，都应在计算各车间总量的基础上进行管道漏损、用气设备磨损增耗、不可预见等因素的修正。

5 结语

目前，空压站设计无论是在工艺流程、设备选型等方面，都日趋成熟。但各工厂用气规模、用气特点、用气品质均存在较大区别。精细化工工廠的空压站设计应需根据自身生产特点，在工艺流程、设备选型、空间布置等方面进行优化、升级。

参考文献：

[1]刘佩绅.空压站工艺系统设计[J].化工设计，1998（6）：48-51.

[2]李赛飞.炼油厂空压站的设计要点[J].煤炭与化工，2014， 12（37）：132-134.

作者简介：

李征宇（1984- ），男，工程师。

冯晓领（1973- ），女，高级工程师。

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