问答题全低压空分设备的冷凝蒸发器应怎样操作？
题目
问答题
全低压空分设备的冷凝蒸发器应怎样操作？
相似考题
参考答案和解析
正确答案：
在正常运行中，冷凝蒸发器的操作主要是保持氧液面在规定的高度上。引起主冷液面波动的原因较多，但归结起来是不外乎是冷量不平衡或液体量分配不当造成的。
制冷量的多少是整个空分设备冷量平衡所要求的。制冷量大于需要量时，冷凝蒸发器的液面会升高，就应相应地减少制冷量。在液面降到合适高度时，还需要稍增加一点制冷量才能使其平衡、稳定。如果装置的冷损增加或由于其他原因制冷量小于需要量时，则冷凝蒸发器的液面会下降，就应增加制冷量。当液面长到合适的位置时还要稍微减少一点制冷量，才能使液面稳定。这种操作是对指示滞后的人工反馈。
对全低压空分设备来说，增加或减少制冷量主要是靠增加或减少膨胀机的膨胀量（或改变机前压力和转速）。
冷凝蒸发器液面过高或过低时，还要看看其他液面是否合适。如果冷凝蒸发器液氧面过高而下塔液空面过低，可能是由于打入上塔的液空量过大。此时应关小液空节流阀。反之，若冷凝蒸发器液氧面过低而下塔液空面过高，则要开大液空节流阀，以保持冷凝蒸发器的液面稳定。
当冷凝蒸发器液面过高时，可以排放一部分液氧。这不仅能使液面迅速下降，还可以清除一部分杂质，有利于安全运行。
如果是带氩塔的设备，应事先提高液氧液面，积聚冷量，然后再启动氩塔。
制冷量的多少是整个空分设备冷量平衡所要求的。制冷量大于需要量时，冷凝蒸发器的液面会升高，就应相应地减少制冷量。在液面降到合适高度时，还需要稍增加一点制冷量才能使其平衡、稳定。如果装置的冷损增加或由于其他原因制冷量小于需要量时，则冷凝蒸发器的液面会下降，就应增加制冷量。当液面长到合适的位置时还要稍微减少一点制冷量，才能使液面稳定。这种操作是对指示滞后的人工反馈。
对全低压空分设备来说，增加或减少制冷量主要是靠增加或减少膨胀机的膨胀量（或改变机前压力和转速）。
冷凝蒸发器液面过高或过低时，还要看看其他液面是否合适。如果冷凝蒸发器液氧面过高而下塔液空面过低，可能是由于打入上塔的液空量过大。此时应关小液空节流阀。反之，若冷凝蒸发器液氧面过低而下塔液空面过高，则要开大液空节流阀，以保持冷凝蒸发器的液面稳定。
当冷凝蒸发器液面过高时，可以排放一部分液氧。这不仅能使液面迅速下降，还可以清除一部分杂质，有利于安全运行。
如果是带氩塔的设备，应事先提高液氧液面，积聚冷量，然后再启动氩塔。
解析：
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第1题：
怎样判断主冷凝蒸发器泄漏？
正确答案: 主冷严重泄漏时，压力较高的氮气大量漏入低压氧侧，则上、下塔压力，产品纯度将发生显著变化，直至无法维持正常生产而停车。
当主冷轻微泄漏时，往往不会引起上、下塔压力的显著变化，也没有引起主冷内液氧纯度的显著降低。普遍现象是主冷气氧和液氧纯度相差较大，气相浓度低于与液氧相平衡的浓度值。例如，某厂化验液氧浓度为99%，气氧浓度为96%，结果在检修时发现有7根主冷管泄漏。
产生泄漏的原因有以下几方面：
1）管子因振动而相互磨漏。对长管式冷凝蒸发器，装有上万根管径只有10mm，管长为8m的紫铜管，管间距很小。在运转过程中，由于气流的冲击、振动，很容易在管子中部发生挠曲变形而互相摩擦，时间长有可能磨漏。
2）管内积水而冻裂。当加温不彻底，特别是小管堵塞而给积存水造成机会，加温时又无法吹除掉时，在低温下水冻结成冰，体积膨胀，就有可能将小管冻裂。
3）主冷轻微地局部爆炸。当主冷中局部范围由于乙炔或碳氢化合物积聚，在一定条件下可能发生爆炸。这种轻微爆炸发生时，外部没有任何反映，也听不到声音，开始往往无法察觉。只有当氧纯度自动发生变化而又无法调整时，才有发生这种情况的可能。 -
第2题：
空分设备中实际应用的冷凝蒸发器的结构形式有哪些？
正确答案: 短立管：用于小型空分设备，采用管内冷凝，管外沸腾；
长立管：用于中型空分设备，采用管外冷凝，管内沸腾；
板翅式：用于各种空分设备，主要用于中、大型空分设备。它是气氮和液氧分别在相邻的通道内进行冷凝与蒸发的。 -
第3题：
空分设备中液空的液面应怎样控制和操作？
正确答案: 液空的液面高低对液空及液氮纯度没有什么影响，但是如果液空液面太低，会导致进入上塔的液空夹带蒸气，使下塔的上升蒸气减少，同时使液空中氧的纯度降低，严重时会造成漏液；如果液空液面过高，液面淹没下塔塔板，则失去了精馏作用。因此液空的液面应保持在一定的范围之内。关小液氮阀，会使回流液增多，液空液面上升，液空中含氧量下降；反之液面下降，下塔上部氮的纯度下降。 -
第4题：
冷凝蒸发器的热负荷是怎样调节的？
正确答案: 根据溶液热力学原理，工质的冷凝与蒸发温度仅取决于它的组分与压力。例如，氧、氮二元混合物的冷凝与蒸发温度可根据它们的T-h-P-x-Y图查得。冷凝蒸发器的工作原理是冷凝侧（气氮）的温度必须高于蒸发侧（液氧）的温度，利用两侧的一定温差，使气氮冷凝，液氧蒸发。温差越大，沸腾工况越剧烈。冷凝蒸发器的工作温差与其冷凝蒸发的传热机理有关。例如是管内还是管外冷凝，或是槽内冷凝；是管内还是管外沸腾，或是槽内沸腾；是立式还是卧式等结构形式有关。
空分设备中实际应用的冷凝蒸发器的结构型式有3种：即短立管、长立管及板翅式。一般短立管用于小型空分设备，采用管内冷凝，管外沸腾；长立管用于中型空分设备，传热形式相反；板翅式在各种空分设备中都有采用，主要用于中、大型空分设备。它是气氮和液氧分别在相邻的通道内进行冷凝与蒸发的。
对它们的热负荷的调节，要根据其不同的工作原理来进行。对于第一种型式，通常采用改变蒸发侧液面的高低，即改变传热面积的大小来调节。这样的调节工况比较稳定，上、下塔压力的变化较小。
对第二种型式，因管内的液氧当其视观液面达到30%时已能建立起翻腾工况，传热面已能全部发挥传热作用，因此不能用改变蒸发侧的液面来调节。通常用改变冷凝侧的液氮面来调节相应的传热面积。该类型常用于全低压流程因受空压机压力的限制，上、下塔压力不能随意改变，只能随着进塔空气量的变化而改变的情况。
对于第三种型式，基本上与第二种型式的传热情况类似。只有在小型板翅式单元很短时，沸腾的液体翻腾不激烈，传热情况才与第一种型式相类似。
对于一定的精馏工况，冷凝蒸发器的热负荷是一定的，也是不需要调节的。当环境条件及用户的需求和塔内的工况有变动时，它的热负荷才需要相应地改变。操作工要适应其工况的变化，否则会影响到精馏工况。 -
第5题：
全低压空分设备的冷凝蒸发器应怎样操作？
正确答案: 在正常运行中，冷凝蒸发器的操作主要是保持氧液面在规定的高度上。引起主冷液面波动的原因较多，但归结起来是不外乎是冷量不平衡或液体量分配不当造成的。
制冷量的多少是整个空分设备冷量平衡所要求的。制冷量大于需要量时，冷凝蒸发器的液面会升高，就应相应地减少制冷量。在液面降到合适高度时，还需要稍增加一点制冷量才能使其平衡、稳定。如果装置的冷损增加或由于其他原因制冷量小于需要量时，则冷凝蒸发器的液面会下降，就应增加制冷量。当液面长到合适的位置时还要稍微减少一点制冷量，才能使液面稳定。这种操作是对指示滞后的人工反馈。
对全低压空分设备来说，增加或减少制冷量主要是靠增加或减少膨胀机的膨胀量（或改变机前压力和转速）。 冷凝蒸发器液面过高或过低时，还要看看其他液面是否合适。如果冷凝蒸发器液氧面过高而下塔液空面过低，可能是由于打入上塔的液空量过大。此时应关小液空节流阀。反之，若冷凝蒸发器液氧面过低而下塔液空面过高，则要开大液空节流阀，以保持冷凝蒸发器的液面稳定。
当冷凝蒸发器液面过高时，可以排放一部分液氧。这不仅能使液面迅速下降，还可以清除一部分杂质，有利于安全运行。
如果是带氩塔的设备，应事先提高液氧液面，积聚冷量，然后再启动氩塔。 -
第6题：
小型空分设备冷凝蒸发器液氧中呈现浑浊、沉淀是什么原因，如何处理？
正确答案:液氧中发现有浑浊乳白色沉淀物，且沉淀物呈雪状，随温度升高而挥发，这显然是二氧化碳进塔所致。二氧化碳进塔是纯化器工作不佳或是分子筛老化等因素造成的。因此，在操作时必须注意：
1）对水冷式纯化器，在纯化器加温时，必须遵循先把水放掉、在吹冷及工作周期内再加水冷却这样一个操作顺序进行。加温时外围有冷水会使纯化器周围的分子筛再生不完善，并逐渐失去吸附作用。
2）再生气出口温度和再生氮气量（不要太小）要配合好。纯化器出口温度达到要求后，还要再加温一段时间，接着再吹冷。吹冷时，出口温度开始应上升，随后才下降。至于升到什么温度，则要符合操作说明书规定。
3）纯化器出故障，往往与三级冷却器工作不正常（指泄漏）以及水分离器吹除不当有关，即有水进入纯化器。停车时应检查一下，冷却器有没有泄漏。因为停车时，水会从缝隙进入空气冷却管，再开车时水就会进入纯化器。水分离器要按规定定期吹除，吹除要讲求方法得当。有的水分离器设计不好，吹除又太猛，水没有被吹走，导致水分进入纯化器。最好不要将吹除管与总管连接，否则，无法判断水分是否已被吹除掉。吹除要缓慢。特别在夏季，气温高，水分多，操作要特别注意。
4）分子筛一般使用寿命为2000h，相当于长期运转，8h切换一次的纯化器每隔4年至5年更换一次。
5）应尽可能地降低进入分子筛纯化器前的空气温度。一是可以减少水分带入；二是可以提高分子筛的吸附容量。
6）在纯化器空气出口管处，定期测定气体中的二氧化碳含量。最好能配二氧化碳自动分析仪，但价格较高。纯化器出口空气中二氧化碳的体积分数应小于2×10-6。一旦达到转效点，二氧化碳含量就会直线增加。因此，知道了转效点，纯化器的工作周期应提前半小时左右切换，以确保二氧化碳不带入塔内。 -
第7题：
空分设备中上塔液氧的液面应怎样控制和操作？
正确答案:空分设备中液氧液面稳定与否是判断冷量是否平衡的主要标志。冷量过剩与不足都难以同时提取纯氧和纯氮。液氧的高低影响冷凝蒸发器的有效面积，液面高一些，调整时可以减小产品纯度的波动；液面控制得过低，使冷凝蒸发器有效面积减小，氮气不易冷凝造成下塔压力升高。液氧液面应控制在同时有利于氮蒸气充分地冷凝和液氧充分蒸发的有利高度，一般液氧液面控制在不超过冷凝器管长的80％～90％。 -
第8题：
怎样判断空分设备中冷凝蒸发器泄漏？
正确答案: 当空分设备中冷凝蒸发器泄漏严重时，压力较高的氮气大量地漏入低压氧侧，上塔压力上升，下塔压力下降，产品氧纯度将发生显著变化。可以此情况判断。当冷凝蒸发器微漏时，普遍现象是冷凝蒸发器内气氧和液氧纯度相差很大，气相浓度低于与液氧相平衡的浓度值，可以此情况判断。 -
第9题：
双效溴冷机中，制冷剂由液体变为气体的设备是（）。
- A、高低压发生器
- B、冷凝器和吸收器
- C、蒸发器和冷凝器
- D、高、低压发生器和蒸发器
正确答案:D -
第10题：
单选题双效溴冷机中，制冷剂由液体变为气体的设备是（）。A高低压发生器
B冷凝器和吸收器
C蒸发器和冷凝器
D高、低压发生器和蒸发器
正确答案： D解析： 暂无解析 -
第11题：
问答题冷凝蒸发器在空分设备中起的作用。正确答案： 氧氮的分离是通过精馏来实现的，精馏过程必须有上升蒸气和下流液体，为了得到氧氮产品，精馏是在上下两个塔内来实现双级精馏过程，冷凝蒸发器是嫡系上下塔的纽带，它用于上塔底部的回流下来的流体氧和下塔顶部上升的气氮之间热交换。解析： 暂无解析 -
第12题：
问答题怎样判断主冷凝蒸发器泄漏？正确答案： 主冷严重泄漏时，压力较高的氮气大量漏入低压氧侧，则上、下塔压力，产品纯度将发生显著变化，直至无法维持正常生产而停车。
当主冷轻微泄漏时，往往不会引起上、下塔压力的显著变化，也没有引起主冷内液氧纯度的显著降低。普遍现象是主冷气氧和液氧纯度相差较大，气相浓度低于与液氧相平衡的浓度值。例如，某厂化验液氧浓度为99%，气氧浓度为96%，结果在检修时发现有7根主冷管泄漏。
产生泄漏的原因有以下几方面：
1）管子因振动而相互磨漏。对长管式冷凝蒸发器，装有上万根管径只有10mm，管长为8m的紫铜管，管间距很小。在运转过程中，由于气流的冲击、振动，很容易在管子中部发生挠曲变形而互相摩擦，时间长有可能磨漏。
2）管内积水而冻裂。当加温不彻底，特别是小管堵塞而给积存水造成机会，加温时又无法吹除掉时，在低温下水冻结成冰，体积膨胀，就有可能将小管冻裂。
3）主冷轻微地局部爆炸。当主冷中局部范围由于乙炔或碳氢化合物积聚，在一定条件下可能发生爆炸。这种轻微爆炸发生时，外部没有任何反映，也听不到声音，开始往往无法察觉。只有当氧纯度自动发生变化而又无法调整时，才有发生这种情况的可能。解析： 暂无解析 -
第13题：
如何缩短自清除流程全低压空分设备的启动时间？
正确答案: 板翅式切换式换热器的热容量小，空分设备的启动时间较短，在30~40小时的水平。就操作来说，操作要领为，要防止水份和二氧化碳带入塔内，严格控制好冷端和热端温差；注意主冷的冷却；充分发挥多台膨胀机的制冷能力；合理分配、利用冷量，依靠设备本身的潜力使启动时间缩短。此外，借助外部冷源也是缩短启动时间的有效办法。当主冷冷却结束，出现液体时，从外部输入液氧、液空或液氮，当主冷液位达到正常液面时可停止输液，空分塔可进入调纯阶段。采用这种输液技术，启动时间可缩短12小时以上，这是一种很经济的方法。 -
第14题：
空分设备中有哪些换热器（）。
- A、氮水预冷系统
- B、冷凝蒸发器
- C、过冷器
- D、加热器
正确答案:A,B,C,D -
第15题：
冷凝蒸发器在空分设备中起什么作用？
正确答案: 氧、氮的分离是通过精馏来实现的。精馏过程必须有上升蒸气和下流液体。为了得到氧、氮产品，精馏过程是在上、下两个塔内实现双级精馏过程。冷凝蒸发器是联系上塔和下塔的纽带。它用于上塔底部的回流下来的液氧和下塔顶部上升的气氮之间热交换。
液氧在冷凝蒸发器中吸收热量而蒸发为气氧。其中一部分作为产品气氧送出，而大部分（70%～80%）供给上塔，作为精馏用的上升蒸气。气氮在冷凝蒸发器内放出热量而冷凝成液氮。一部分直接作为下塔的回流液，一部分经节流降压后供至上塔顶部，作为上塔的回流液，参与精馏过程。
由于下塔的压力高于上塔的压力，所以下塔气氮的饱和温度反而高于上塔液氧的饱和温度。液氧吸收温度较高的气氮放出的冷凝潜热而蒸发。因此而得名叫“冷凝蒸发器”。冷凝蒸发器是精馏系统中必不可少的重要换热设备。它工作的好坏关系到整个空分装置的动力消耗和正常生产。所以要正确操作和维护好冷凝蒸发器。 -
第16题：
为什么大、中型空分设备适合采用全低压流程？
正确答案: 降低空分设备的工作压力，可以降低产品的单位能耗。全低压空分设备的工作压力接近下塔的工作压力，而小型空分设备的工作压力是远高于下塔的压力。工作压力低，膨胀产生的单位制冷量也少。为了保持冷量平衡，首先要求单位冷损也小。对大型空分设备，单位跑冷损失随着装置容量增大而减小，同时，设计时也选取较小的热端温差，单位热交换不完全冷损失相对也较小，这为降低工作压力创造了有利条件。
此外，工作压力低，就要求膨胀机有高的效率，以便在同样压差的情况下能产生较大的制冷量。透平膨胀机随着容量增大，最佳转速降低，效率提高。因此，它对大型空分设备最为适合，使降低工作压力成为可能。
对于小型空分设备，相对的冷损大，即使采用透平膨胀机，转速高达105r/min以上，效率也较低，维护管理要求很高。此外，对于大型空分设备，膨胀量相对于加工空气量较小，膨胀制冷后的空气仍可参与精馏，从中提取氧。而小型空分设备若采用低压流程，因为产生制冷量所需的膨胀气量大，不能全部参与精馏，氧的提取率就很低，单位产品的能耗仍然会很大。因此，全低压流程对大、中型空分装置最为适合。
目前，随着分子筛吸附净化和增压透平流程的采用，以及板翅式热交换器技术的进步，低压空分设备的最小容量已设计到340m3/h氧产量，800m3/h氮产量（KDON-340/800），空压机的排气压力为0.59MPa。 -
第17题：
全低压制抓机碰到紧急停电时应怎样操作？
正确答案: 全低压制氧机碰到紧急停电时，首先的任务是迅速打开空压机末端的放空阀和关闭空气进入精馏塔的阀门，以免空压机出口逆止阀失灵引起压缩空气倒回而使空压机倒转烧坏轴承。然后可按下列步骤进行：
1）把切换机构由自动转为手动，关闭空气进塔的强制阀、均压切换阀。打开污氮放空阀。
2）切断膨胀机电磁阀，关闭膨胀机进口调节阀和膨胀机进、出口阀门。
3）关闭液空、液氮、污液氮的调节阀。
4）全关氧、氮产品送出阀，并打开放空阀，将污氮放空三通阀处在放空侧。
5）全关膨胀空气进入上塔的碟阀，并打开旁通阀。
6）关闭氧气调节碟阀，全开污氮和纯氮调节碟阀。
7）关闭蒸汽加热器的蒸汽气源。
8）切断电器设备的电源开关，并使其处在启动位置。
待查明停电的原因，消除故障后，作好开车的准备。 -
第18题：
空分设备在启动和正常操作中能靠冷凝蒸发器积累液体吗？
正确答案: 这个问题要对启动和正常操作两个阶段分别来分析。
在启动阶段，积累液体的任务是靠液化器来完成的，而不能靠冷凝蒸发器。即使把膨胀空气引入冷凝蒸发器，由于传热效果很差，也不能胜任积累液体的工作。不仅如此，问题还在于冷凝蒸发器的结构上并没有膨胀气体进出的回路。
在正常操作阶段，表面上看液氧面的升降是从冷凝蒸发器反映出来的，实际上是一系列传热的结果。怎样把冷量转化为产生液体呢？当冷凝蒸发器处在冷量平衡阶段，如果还要液氧面上涨，就得增加膨胀量或提高膨胀机前压力，即增加制冷量。由于膨胀量的增加，进下塔的空气量减少，使冷凝蒸发器的热负荷减少，蒸发的液氧就相对地减少了，表现为液氧面上涨；如果膨胀量未变，只是提高单位制冷量，即提高膨胀前温度（减少旁通量），则必然使环流气体在切换式换热器中放出的冷量增多，使正流空气进塔的能量（焓值）降低，也将减小冷凝蒸发器的热负荷，液氧蒸发量减少，液氧面上涨。因此，多余的冷量通过换热器转移到塔内，而不是靠冷凝蒸发器积累的。
此外，在正常运行中，上塔底部主冷液氧面的表压力约为0.04MPa，氧的蒸发潜热为6700kJ/kmol；气氮的冷凝压力约0.48MPa（表压），氮的冷凝潜热为4815kJ/kmol。氮的冷凝潜热小于氧的蒸发潜热，即把1kmol的气氮冷凝为液氮所需的冷量比蒸发1kmol液氧所放出的冷量少。而冷量是平衡的，所以相应地气氮的冷凝量要大于液氧的蒸发量。这样会有液体积累起来吗？不会的。因为液氮节流到上塔，压力降低，必然有一部分气化，所以流至冷凝蒸发器的量还是等于液氧蒸发量，不会因此而有液体积累起来。 -
第19题：
冷凝蒸发器在空分设备中起的作用。
正确答案: 氧氮的分离是通过精馏来实现的，精馏过程必须有上升蒸气和下流液体，为了得到氧氮产品，精馏是在上下两个塔内来实现双级精馏过程，冷凝蒸发器是嫡系上下塔的纽带，它用于上塔底部的回流下来的流体氧和下塔顶部上升的气氮之间热交换。 -
第20题：
经过节流机构的高压冷凝液全部降压变为蒸发器所需的低压冷凝液。
正确答案:错误 -
第21题：
当空调设备正常运行时，蒸发器内制冷剂为低压状态，冷凝器内制冷剂为高压状态。
正确答案:正确 -
第22题：
问答题空分设备中实际应用的冷凝蒸发器的结构形式有哪些？正确答案： 短立管：用于小型空分设备，采用管内冷凝，管外沸腾；
长立管：用于中型空分设备，采用管外冷凝，管内沸腾；
板翅式：用于各种空分设备，主要用于中、大型空分设备。它是气氮和液氧分别在相邻的通道内进行冷凝与蒸发的。解析： 暂无解析 -
第23题：
问答题怎样判断空分设备中冷凝蒸发器泄漏？正确答案： 当空分设备中冷凝蒸发器泄漏严重时，压力较高的氮气大量地漏入低压氧侧，上塔压力上升，下塔压力下降，产品氧纯度将发生显著变化。可以此情况判断。当冷凝蒸发器微漏时，普遍现象是冷凝蒸发器内气氧和液氧纯度相差很大，气相浓度低于与液氧相平衡的浓度值，可以此情况判断。解析： 暂无解析