高耸结构之空分冷箱基础结构设计原理
一种空分系统用冷箱装置的制作方法

一种空分系统用冷箱装置的制作方法空分系统是一种用于分离和净化空气中各种组分的设备,广泛应用于化工、石油、冶金等行业。
冷箱装置是一种常见的空分系统制作方法,其基本原理是通过冷凝器将空气中的混合气体冷凝成液体,然后通过分离器将液体进一步分离,得到纯净的气体。
下面将详细介绍一种空分系统用冷箱装置的制作方法。
总体框架设计:1.设计选型:根据工艺流程和需求,选择合适的冷箱装置型号和规格。
2.建模和绘图:将冷箱装置的各个组成部分进行三维建模,并利用CAD软件进行绘图,包括设备布置图、管道布局图、设备连接图等。
3.构造计算:根据设备要求和设计参数,进行结构和强度计算,并确保冷箱装置的稳定性和安全性。
冷箱装置制作步骤:1.材料准备:选用高强度、耐腐蚀的材料,如不锈钢、铜等。
根据设计图纸,采购所需的材料和零件。
2.加工制造:根据设计图纸,对所需的零件进行加工制作。
其中,冷凝器主要由管子和管夹组成,需要将管子弯曲成合适的形状,并与管夹焊接连接。
3.组装装配:将加工好的零件进行组装装配。
首先将冷凝器装配到冷箱内部,并与进气口和出口进行连接;然后将分离器和其他辅助设备装配到冷箱内部。
4.管路连接:根据管道布局图,将冷凝器与分离器之间的管道进行连接,确保管道的密封性和安全性。
同时,还需要连接进气口、出口和排放口等管道。
5.安装绝热层:为了防止能量损失和外界温度影响,需要在冷箱的外表面增加绝热层。
绝热层一般使用保温材料,如聚苯板、玻璃棉等,将其固定在冷箱外表面。
6.安装支架和支撑:为了提供良好的支撑和稳定性,需要在适当的位置安装支架和支撑结构,以确保冷箱装置的运行安全和稳定。
7.系统接口和配管:根据设计要求,将冷箱装置与其他空分系统设备进行接口连接,并进行配管。
同时,还需要安装控制系统、仪表和阀门等辅助设备。
8.系统测试和调试:在完成装置制造后,进行系统的测试和调试。
通过对空分系统的稳定性、压力、温度等参数进行监测和调节,确保装置的正常运行。
空分冷箱基础设计浅析

基础设计浅析前言记得20世纪的五、六十年代,某国一台小型空分,其冷箱底部是以木板、木块绝热的。
由于设备漏液,长时间未能发现,致使木板、木块逐渐被氧化,最终燃烧、爆炸,损失惨重。
在当时的空分行业引起了极大的震动。
20世纪的70年代初,我国的××、××、××、××钢厂、××碱厂等也发生多起空分冷箱基础冻胀、隆起、龟裂和倾斜,以致空分设备停产,对冷箱基础进行修复改造、易地重建,给企业造成重大损失。
这多起基础事故在当时的冶金系统,乃至全国空分行业引起了极大关注。
1974年冶金部率先组织制定了“制氧空分设备基础设计、施工暂行规定(草案)”并颁布试行。
这是迄今为止我国各部委唯一一个关于空分冷箱基础设计、施工规定。
空分冷箱基础在装置运行中承载大、经常处于低温状态,它的稳固、平整直接影响冷箱内低温塔器的正常运行。
因此,空分冷箱基础在工厂设计中是极重要的组成部分。
伴随着我国空分设备五十多年来的进步、发展,空分冷箱基础设计也经历了由不成熟、频繁发生事故到逐渐成熟、设计得心应手,使用稳定可靠、有所发展的过程。
1.空分冷箱基础传热及设计要点1.1蓄冷器空分流程时代,空分冷箱基础内的温度场(不论是平面或是断面)是多场叠加的。
这些温度场的中心分别是下塔、液空吸附器、液氧吸附器、蓄冷器等。
各设备的温度场严格讲都是球面分布的。
同时,热交换是辐射、传导和对流的综合结果,但以传导为主。
因此,计算极为繁琐,结果也并不准确。
由于在设计和运行中,主要考察的是这些冷设备对冷箱基础的影响,并不关心冷设备之间的互相影响,因此,设计中就简化为只考虑冷设备单向冷箱基础传导的平板传热。
随着空分技术的进步,蓄冷器流程逐渐被切换板式流程和分子筛流程所取代。
空分冷箱内的设备日趋减少。
其温度场也趋于简单。
设计中主要考虑下塔对基础的影响就可以了。
1.2基于1.1中所说空分冷箱中设备对基础传冷的特点。
空分冷箱原理

空分冷箱原理空分冷箱是一种用于分离气体混合物中不同成分的设备,它是基于低温物理学原理和分子筛技术而设计的。
该原理利用气体混合物中不同成分的沸点差异,通过适当的降温和分子筛的作用,将混合物中的目标成分分离出来。
空分冷箱主要由冷端和热端两部分组成。
冷端是分离过程中的关键部分,它包括一个冷却器和一个分子筛。
冷却器通过压缩机和膨胀阀控制气体的压力和温度,使气体达到所需的低温。
分子筛则是通过其特殊的结构和化学性质,选择性地吸附目标成分。
热端则是将分离出的成分再次升温,以得到所需的纯净气体。
空分冷箱的工作过程可以分为三个阶段:冷却阶段、分离阶段和脱附阶段。
在冷却阶段,气体混合物经过压缩机增压后,进入冷却器。
冷却器中的制冷剂会吸收气体的热量,使气体温度迅速下降。
当气体温度降至一定程度时,分子筛开始发挥作用。
在分离阶段,气体混合物经过冷却器后,进入分子筛。
分子筛的孔径大小和表面特性使其能够选择性地吸附某些成分,而不吸附其他成分。
通过调整分子筛的选择性和吸附容量,可以实现不同成分的分离。
在脱附阶段,通过升温将被吸附的目标成分从分子筛上脱附出来。
升温后的气体进一步经过冷却器,使其温度降至所需的工艺温度。
空分冷箱广泛应用于工业生产中,特别是在石化、化工和制药等领域。
它可以将气体混合物中的氧气、氮气、氩气等高纯度气体分离出来,满足不同生产过程中的需要。
空分冷箱具有高效、节能、环保等优点。
它能够实现连续操作,提高生产效率;通过回收和再利用气体,减少资源浪费;同时,由于分离过程中无需化学反应,减少了对环境的污染。
空分冷箱是一种基于低温物理学原理和分子筛技术的分离设备。
它通过适当的降温和分子筛的作用,将气体混合物中不同成分分离出来。
空分冷箱在工业生产中具有广泛的应用前景,将为各行各业提供高纯度气体的生产保障。
空分设备整装冷箱的结构设计

Ke y wo r d s :Ai r s e p a r a t i o n p l a n t ;S e l f - c o n t a i n e d c o l d b o x ;L o a d c a l c u l a t i o n;Co l d b o x ma t e i r a l
结构 设计 。
根据标准 《 碳素结构钢》 ( G B / T 7 0 0 -2 0 0 6 ) 第5 . 4 . 4条 规 定 :Q 2 3 5 . A钢 在冷 弯试验 合格 时, 抗拉 强 度 上 限可 以不作 为 交货 条 件 ,但 在 标 准 《 钢结构设计规范》 ( G B 5 0 0 1 7 -2 0 0 3 )中第 3 . 3 . 3 条 明确规 定 :焊接 承重 结构 以及 重要 的非焊 接承 重
随着 中国制 造业 飞速 发展 ,空分行 业 与 国外企
空分 设备 整装 冷箱 的型 钢选择 方 管 。
业合作的项 目日益增多 ,国外客户希望设备现场安 装 简 单 ,施工 周 期短 。整装 冷箱 是在 制造 公 司 内制
造完 成 、整体 交 货 的设备 , 目前 已成 为 中小 型空分 设 备 用户 首选 的冷箱 类 型 。下面 以福 建岩 兴气 体有 限公 司 ( 以下 简 称 :福建 岩兴 )4 1 0 0 m / h液 体 空 分 设 备 为例 ,阐述 空 分设 备整 装 冷箱 的材 料选 择 和
结构 采用 的钢 材还 应具 有冷 弯试验 的合 格保 证 。综 上所 述 ,4 1 0 0 m / h液 体空 分 设 备 整装 冷箱 的材 料
选择 Q 2 3 5 一 B钢 。
1 冷箱材料的选 择
冷箱 设计 主要是 选择 合理 的材料 牌号 以及 型钢 的规 格尺 寸 ,在保 证 强度 的前 提 下 ,优化 型钢 的规 格 尺 寸 ,追求 经 济利 益 。 目前 国内大 部分 常规 空分 设 备 冷箱 的主 体材 料是 Q 2 3 5钢 ,以工 字 钢 和 H 型 钢为 主 。而整 装 冷箱 是 整体 出厂 ,不 需要 像 常规 冷 箱 一 样在 现 场安 装 。所 以福建 岩兴 4 1 0 0 m / h液体
空气冷却器结构及原理(附图说明)

空气冷却器结构及原理(附图说明)在介绍空冷器之前,小编想先问一下大家为什么要使用空冷器呢?我们石油化工行业很多使用空冷的管道温度都超过了100℃,这么多的热量为什么白白送到空气中而不进行回收呢?小编就不卖关子啦,其实石油化工装置中大部分产品都需要冷却到50℃以下,而油品的温度在150℃以下时能量回收的成本就非常高了,为什么呢?这里面其实涉及到能量的一个参数——㶲,㶲是衡量能量品质的重要标准,油品在150℃以下时"㶲"比较低,转化为其他能量的能力也就比较差,所以一般都采用水冷或者空冷的方式将热量带走。
下面就和小编一起看看空气冷却器的结构和原理吧!空气冷却器简称空冷器,利用环境中空气作为冷却介质,横掠翅片管外,使管内高温工艺流体得到冷却或者冷凝的设备。
空冷器结构组成:主要由管束、构架、风机和百叶窗等部分构成。
图片来源于《石油炼厂设备》空冷器的结构类型按照管束布置可分为:水平式、立式斜式、斜顶式;按照通风方式可分为:鼓风式、引风式;按冷却方式可分为:干式、湿式、干湿联合;平顶式空气冷却器1. 平顶式空气冷却器特点:管束水平放置,多用于冷凝,冷却,根据送风方式的不同又分为鼓风式空冷器和引风式空冷器。
鼓风式:管束位于风机上方,风机由下向上送风;引风式:管束位于风机下方,风机由内向外排风。
该空冷器优点在于:受气候环境影响小,热空气不易回流,噪声小于3分贝,但结构复杂,检维修麻烦,功耗比普通空冷大10%。
2. 斜顶式空气冷却器斜顶式空气冷却器特点:管束45°斜置于构架顶部,多用于介质的冷凝。
其优点在于:占地面积小,管阻和膜放热系数比水平式好,但热空气易回流(鼓风式),结构复杂。
3. 湿式空气冷却器结构:管束立置,外侧喷水,引风式。
介质入口温度不宜大于80℃。
特点:增湿降温,效果显著,腐蚀管束,造价高。
4. 干湿联合式空气冷却器干湿联合式空气冷却器特点:占地面积小,运行费用低,投资较小。
空分装置冷箱和压缩机基础施工方案

空分装置冷箱和压缩机基础施工方案1 编制说明冷箱基础及压缩机基础是空分装置较大的两台设备基础,其施工质量的好坏,将直接影响到该装置的设备安装,直接反应我公司的施工水平。
为引起所有参加施工人员的足够重视,保证优质按期完成此项工程,特编制此方案以指导施工。
2 编制依据2.1 化学工业部第一设计院设计的平顶山化肥厂改扩建工程空分装置土建施工图:9306-270CC;2。
2 现行施工规范、验评标准:GBJ202—83 地基与基础工程施工及验收规范GB50204-92 混凝土结构工程施工及验收规范GBJ301—88 建筑工程质量检验评定标准3 工程概况3。
1 工程简介3.1。
1 冷箱基础冷项基础见空分装置施工图9306-270CC-53—56,设备基础编号为SJ-T7401,基础垫层底标高为-2.1m,要求基础座在2-2层(含姜石粉质粘土层)上,基础顶标高为+0。
7m,基础长14。
1m,宽12。
46m,基础下部为C20普通砼,上面抹1:2水泥砂浆,铺0.5mm厚紫铜皮,其上部做C20防冻砼及珠光砂砼,后浇层采用φ4@100钢筋网片,C30防冻砼找平抹光. 3.1。
2 压缩机基础压缩机基础见空分装置施工图9306-270CC—6~11,设备基础编号为SJ-C7101,基础垫层底标高为—2。
1m,要求基础做在2—2层(含姜石粉质粘土层)上,基础顶标高为+5.03m,长9.172m,宽8.0m,设备基础采用C20砼浇筑,后浇层采用C20细石砼浇筑,该设备基础螺栓孔及孔洞较多,结构较复杂,施工时应特别注意。
3。
2 工期计划开工日期:97年10月1日,竣工日期:12月30日。
3.3 主要实物工程量4 施工准备4。
1 材料选用4。
1。
1 所有钢材都应有出厂合格证,钢筋等材料进入现场后,应先化验,合格后再使用。
4。
1.2 水泥水泥均采用425#普通硅酸盐水泥,使用前,除有合格证外,还必须送样到化验室化验其细度、安定性、凝结时间等指标,合格后方可使用.4。
大型空分的冷箱设计

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图2 管道三维效果图
三 霉 ㈣ 嚣
和模拟计算 ,以确定 合理 的阀 门位
上 一J
— .
i = £ 冷器
L i m _ 霹 J
_ . 一
置 、管径大小殷是 否需要气泵 ,从 而保证两相流体流动 顺畅 避免形成 柱寒流 ,提高装 置运 行的稳定性和 r 靠性 。 人 窄 分 冷 箱 内 板式 换 热 器
找商 机 ,积极把产 品推 出国门 ,走
向世 界 。
建立平 台定制 ,走 在市场前面 ,引
导 用户选用环保节能 产品和平 台产
品。
保持活 力和竞争 力就要 有创新的魄
力 。唯 有创新 ,泵 阀企业才能有 可 持续性 发展 。 泵 阀企 业必须具有深 刻的节能 环 保意 识,不断淘汰高耗 能 、低效
大型空分的冷箱设计
杭 州福 斯 达深 冷 装 备股 份有 限公 司 ( 浙江 3 l 1 1 0 0 ) 巨小 虎 冶 小军 王 建 刚
一
、
前言
冷箱设计进行了介 绍
。
统从而 降低系统阻 力及建 造成本 ,
有利于冷箱 结构紧凑 、外形规 则从
冷 箱 作 为 空 分 装 置 的 核 心 设
( 收稿 日期 :2 O 1 7 / 1 0 / l 2 )
2 0 1 年 1
7 年 第 】 期 ’ ’ w w
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2 7
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l 流 体 机 械
杂,系统 可靠性差 ,另外无需 外加循环氧 泵。粗氩塔方面 ,采用粗氩塔 单
空分设备结构及工作原理

空分装置系统划分所谓空分,就是将空气深度冷却至液态,由于液空其组分沸点各不相同,逐步分离出氧、氮、氩等等。
空分装置大体可分以下几个系统:1、空气过滤系统过滤空气中的机械杂质,主要设备有自洁式空气过滤器。
2、空气压缩系统将空气进行预压缩,主要设备有汽轮机、增压机、空压机等。
3、空气预冷及纯化系统将压缩空气进行初步冷却,并去除压缩空气中的水分和二氧化碳等杂质,主要设备有空冷塔、水冷塔、分子筛纯化器、冷却水泵、冷冻水泵等。
4、分馏塔系统将净化的压缩空气深度冷却,再逐级分馏出氧气、氮气、氩气等,主要设备有透平膨胀机、冷箱(内含主塔、主冷、主还、过冷器、粗氩塔、液氧泵、液体泵等)5、贮存汽化系统将分馏出的液氧、液氮、液氩进行贮存、汽化、灌充,主要设备有低温液体贮槽、汽化器、充瓶泵、灌充台等。
空气冷却塔结构工作原理空冷塔(Φ4300×26895×16),主要外部有塔体材质碳钢,内部有2层填料聚丙烯鲍尔环,并对应2层布水器。
其作用是对从空压机出来的空气进行预冷。
空气由塔底进入,塔顶出去,冷冻水从塔顶进入,塔顶出去,在这样一个工程中,冷冻水和空气在塔内,经布水器填料的作用充分的接触进行换热,把空气的温度降低。
水冷却塔的结构及工作原理水冷却塔(规格Φ4200×16600×12),主要外部有塔体材质碳钢,内部有一层聚丙烯鲍尔环填料,对应一根布水管;一层不锈钢规整填料。
其作用式把从冷却水进行降温,生成冷冻水供给空冷塔。
基本原理和空冷塔一样,从冷箱出来的温度较低的污氮气,进入水冷塔下部,在水冷塔内部经填料与从上部来的冷却水充分接触换热后排出,在此过程中冷却水生成冷冻水。
分子筛结构以及原理,其再生过程原理吸附空气中的水份、CO2、乙炔等碳氢化合物,使进入空气纯净结构:卧式圆筒体、内设支承栅架、以承托分子筛吸附剂使用:空气经过分子筛床层时,将水份、CO2、乙炔等碳氢化合物吸附,净化后的空气CO2含量<1ppm;在再生周期中,先被高温干燥气体反向再生后,再被常温干燥气体冷却到常温,两分子筛成队交替使用。
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一
冷箱 计算 简 图见 图 4 。
嵫 妞 , l
逝
1 . 0 5 0处 隔 水 层 上 基 础 底 板 惯 性 距 I = 1
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监 照 &
5 2 0 . 3 6 m 4 。 A= 1 6 2 . 4 4 9 5 1 T I 。 形心 X 0 = 5 . 2 4 m, 形 心 距
= 3 x 1 5 6 x 2 6 6 9 = 2 0 2 k P a ( 桩 基 . . 一 … ~
3 a = 3 x 2 . 6 6 9= 8 . 0 0 7 I l l < 0 . 7 5 b= 0 . 7 5 ×1 0 . 9= 8 . 1 7 5
0 . 5 5 0 . 5 5
2 01 6 . 9 2 0 8 0 . 0 8
注: M一 1 n 1 m 不锈 钢 板 隔 水 层 ( - 1 . 0 5 0 ) 上 1 . 7 5 I 1 " 1 处; M 一1 mm 不 锈 钢 板 隔 水层 ( 一 1 . 0 5 0 ) 下 1 . 9 5 1 T I 处
Y
q
1 0 . 7 7 . 9 1 0 . 4 3 1 3 . 6 1 7 - 3 2 0 . 5 4 1 0 . 8
M
9 9 5 . 1 0 9 5 3 . 9 3
M
1 2 4 5 . 4 8 l 0 6 1 . 7 6
0 . 8 7 0 . 8 7 0 . 8 7 0 . 8 7 0 . 8 7 0 . 8 7
隔水 层下 基础 采用 桩基 础 。 本工 程 冷箱 基 础采 用 大块 式 基础 , 不考 虑 地震 力作 用 . 故 由风荷 载控 制 。
1 . 2 _ 1内 力 计 算
3 4 3 k N・ i n , 基 础承 台底 部弯 矩 M = 2 9 8 4 8 k N・ m, 经 计 算桩 基 不 出现抗 拔 桩 , 仅需 验 算 — 1 . 0 5 0标 高 处 基础 , 取 t x = 0 . 3 5 , 经计算 抗滑 移验 算满 足要 求 。
1 ,
z / H
s
1 . 3 1 . 4 】 . 4 1 - 4 1 . 4 1 . 4 1 . 4
0 3 0
0 . 5 5 0 . 5 5 O . 5 5 O . 5 5 0 . 5 5
●
B
1 3 : 8 7 . 8 7 . 8 7 . 8
A s = 一 而 M 一 = 丽 5 4 7 丽 : 6 2 4 x 1 0= 3 6 ∞ 8 ¨ 7 . 7 m “ m 2 , 实配钢 头 俐
筋  ̄2 2 @1 0 0 , A s = 3 8 0 1 mm 2 , 满足要 求 。
1
一
P K = 3 L a 承担 )
离 远边 h = 5 . 6 6 I l l
冷 箱 总重: N : 5 5 0 0 k N
基 础 自重 : G M = 4 0 7 0 k N・ m
总 弯矩 Ⅲ = 2 8 3 4 3 + 4 0 7 0 = 3 2 4 1 3 k N・ 1 T I
2 3 8 1 . 1 2 5 5 9 . 7 9 4 3 2 1 . 8 7 0 9 9 . 2 1 0 5 7 5 4 5 5 6 . 1 7 4 0 0 . 5 1 0 9 4 3 . 8
7 . 8 7 . 8 7 . 8
0 . 1 4 0 . 3 4 0 . 5 4 0 . 7 4 0 . 9 4 1 . 0
0 . 0 3 6 O . 1 7 6 0 . 3 8 8 0 . 6 7 0 . 9 1 6 1 . O
1 . 0 5 2 1 . 2 2 3 1 . 4 5 1 . 7 2 3 1 . 9 3 2 2 . 0 0 2
基 底应 力:
+
: 瑚 弛 I
塞
地
堕
一
Q ± 2 Q 2+
:
鱼 鱼
‘
— I
1 6 2 . 4 4 9 5 — 1 5 2 0 - 3 6
图 4 冷 箱 计 算 简 图
7 7 _ 6 + 1 2 0 . 7 _ {
表 2 风荷 载作 用计 算
由上可 知 。 基础底 面部分脱 离 。
N G =盟 5 5 0 0 + 7 1 0 7= 2 - 5 7 l m e = + … … ~
C = X 0 一 e = 5 . 2 4 — 2 . 5 7 1 = 2 . 6 6 9 1 T I
M= 4 8 8 . 9 5 x1 . 4 x O . 8 = 5 4 7 . 6 2 4 k N・ r r d m
基本 风压 0 . 5 5 k N / m 2 ’ 地 面粗 糙度 类别 为 B类 ,
抗 震 设 防 烈 度 8度 ( 0 . 2 g ) 。
据《 建筑结 构荷载规范》 及《 高 耸 结 构 设 计 规
范》 算得 弯 矩 M、 M , 详 见表 2 。 1 . 2 . 2承 载力计 算 由 表 2可 知 , 隔水 层 处 ( 一 1 . o 5 o ) 弯 矩 M= 2 8
z 8 z
1 . O
部位
1 3 m 2 0 m 3 0 m 4 0 n l 5 0 m 6 0 i n 6 3 m
I X z
1 . 0 8 4 1 . 2 5 1 . 4 2 1 . 5 6 1 . 6 7 1 . 7 7 1 . 7 9 7