外压缩、全精馏制氩空气分离设备
现场安装
一
般
技
术
要
求
1 前言
本文件针对外压缩、全精馏制氩空气分离设备的现场安装，不包括压缩机、膨胀机、工艺液氩泵的安装，这些设备的安装，应按制造厂相应的技术文件及图纸要求进行。本成套设备之仪、电系统的安装技术要求，详见仪、电系统的相关文件。
本文件阐述了从设备基础准备至装置具备试运转条件（不包括试运转）的各安装阶段的要求、原则及基本方法。
安装单位可根据本文件要求，拟订安装细则，安装施工及验收规，除需符合本文件要求外，同时须符合劳动部《压力容器安全技术监察规程》及以下相关规。
GB50235-1997 工业金属管道工程施工及验收规
GB50264-1997 工业设备及管道绝热工程设计规
GBJ126-1989 工业设备及管道绝热工程施工及验收规
GB50236-1998 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规
HGJ201-1983 化工工程起重施工规
HGJ202-1982 脱脂工程施工及验收规
HGJ211-1985 化工塔类设备施工及验收规
JBJ23-1996 机械设备安装工程施工及验收通用规
JBJ30-1996 制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规
JB/T6895-1993 铝制空气分离设备安装焊接技术规
JB/T5902-1992 空气分离设备用氧气管道技术条件
2 基础灌浆
常规灌浆
单体容器设备，按设备要求就位后，调整设备方位，垂直度或水平度，清洗并配置地脚螺栓，地脚螺栓孔应无杂物，在地脚螺栓和螺栓孔之间，应用水泥砂浆填充满，直到螺栓孔顶。在地脚螺栓的水泥砂浆硬化之后，必须对设备进行最终调整。
机器设备的基础安装请参看其相应的技术文件。
冷箱基础
2.1.1空分塔冷箱基础，除具有足够强度和防止沉陷倾斜等一般性要求外，还需考虑到它所承载的设备是处于低温下工作的特点。
冷箱基础所承载的设备负荷，由基础图纸规定。
基础表面温度，在正常运转时为-30℃～-90℃，在漏液情况下为>-190℃。
冷箱基础由基础本体、隔水板、隔冷层和面层所组成（如下图）。
基础本体。基础本体是采用具有防水和抗冻性能的混凝土，其抗渗标号不小于B12*，抗冻标号不小于MP75**，并经设备总重量1.5倍的力预压以防基础偏斜。
* 抗渗标号B12表示混凝土试块能在1176KPa（12kgf/cm2）的水压下不出现渗水现象。
** 抗冻标号MP75表示混凝土试块经75次冻融循环后强度降低值小于25%
2.1.2隔水板。隔水板应是拼接成整的0.5mm紫铜板或不锈钢板。
2.1.3隔冷层。隔冷层为膨胀岩混凝土，其厚度不小于300mm，抗压强度不小于7.35MPa（75kgf/cm2），导热系统不大于0.84736KJ/hm℃(0.2kcal/mh℃)。
2.1.4面层。面层为约50mm厚的细砂混凝土（须掺入5%防水剂），其抗渗标号不小于B12，抗冻标号不小于MP75。
2.2基础竣工后其表面应符合下列要求：
a）表面不应有裂纹等缺陷；
b）表面不允许夹带木板，油毡等易燃物；
c）表面平面度< 5/1000；
d）表面水平度< 5/1000，全长不超过15mm。
2.3基础合格后,按容器安装位置划好容器安装中心线,并标出管口方向和位置。
3 安装前的准备
3. 1安装工地
开始安装时，工地上的建筑物，基础和其他土建工程，凡属空分机组部分的必须完成。
在安装工地附近须准备一个带货架的仓库以存放易受天气影响的物资，如计量和控制仪表电气设备、阀门、螺栓等。同时也应准备具有必要设备、工具
的车间。
建议在车间和仓库附近准备一块平整的空地面积，以存放堆在露天的材料，大件安装材料如冷箱筒壳等存放时必须垫平。
工地上应有可靠的水、电、气供应，具有试压用气流和试压泵，必要的安全防火，人员安全防护等措施。
3. 2工具
安装前，建议应主要备齐下列工具：
1）100吨以上吊车1台
2）50吨以上吊车1台
3）交直流两用氩弧焊机4台
4）交直流电焊机4台
5）氧—乙炔焊接工具
6）电动砂轮机
7）电动角式砂轮机
8）切割材料用电锯
9）氧—乙炔气割枪
10）手枪电钻及钻头
11）冲击电钻及钻头
12）钳工用工具
13）管道工用工具
14）焊工用工具
15）弯管机
16）千斤顶
17）手动葫芦
18）各种不同长度和直径的网丝蝇（其中部分套橡皮管）
19）脚手架及各种梯子
20）安全带等安全防护用品
21）风（电）切割、风（电）动铣、工作台（带虎钳）
22）铝管用粗锉、不锈钢刷子、木锤
23）管子切割、坡口加工及清洗用支架
24）各色记号笔、角度规
25）低压照明灯（冷箱部照明）
3. 3清洗和脱脂:
3.3.1所有的压力容器、阀门和管道及其管道附件，在安装前必须是清洁、干燥和不沾油污的。
3. 3.2已由制造厂作过脱脂处理者，在安装时可不必再脱脂，如被油脂污染，则应再作脱脂处理。
3.3.3铝制件（压力容器、阀门、管路）的脱脂，严禁使用四氯化碳溶剂，必须用全氯化烯或三氯乙烯溶剂。溶剂必须无油无脂不允许使用已经分解了的溶液，因为这些溶液是酸性的。
3. 3.4冷箱外部分凡与氧或富氧介质接触的非铝制压力容器、阀门、管路及各忌油机械均用四氯化碳进行脱脂。
3. 3.5碳钢管部需要进行喷砂处理时，严格禁止使用钢砂，仅允许使用石英砂，喷砂后还要用空气吹扫，喷砂及吹扫用空气必须是干燥、无油的洁净空气。
3. 3.6脱脂后的碳素钢氧气管道应立即进行钝化。
3.3.7已作脱脂处理而暂不安装的设备、阀门、管道、其开口处应包扎，防
止再次污染。
3. 4单体设备压力试验
3.4.1压力容器安装前的压力试验；
3.4.1.1在保证期具备合格证，且包装完整者，在安装前可不再进行压力试验。
3.4.1.2无合格证或发现设备有损伤，或须在现场局部更改的压力容器，或超过保证期时，在安装前必须单独进行强度试验和气密性试验。
3.4.2阀门安装前的检验及调整：
3.4.2.1在保证期具备合格证，且密封面完好无损者，在安装前可不再单独进行压力试验。
3.4.2.2在保证期具备合格证，且密封面有锈蚀、损伤等缺陷，经处理后，须进行气密性试验。
3.4.2.3在保证期外，具备合格证，且密封面完好无损者，在安装前须进行气密性试验。
3.4.2.4没有合格证，或发现阀门有损伤等异常现象，在安装前必须单独进行强度试验和气密性试验。
3.4.2.5凡需现场脱脂，解体检查的阀门在安装前必须单独进行气密性试验。
3.4.2.6自动阀密封面可用盛煤油检查，要求在五分钟不渗漏。低温自动阀还应在液氮中浸泡15分钟，阀瓣开关应灵活无卡牢现象。
3.4.2.7安全阀按文件规定的整定值调整。
3.4.3压力试验用的介质
3.4.3.1强度试验为清洁的生活用水，对不宜用水作介质或结构复杂的容器，如精馏塔、板翅式换热器等应进行气压试验。
3.4.3.2气密性试验为干燥无油的空气或氮气。使用氮气时，应特别注意安全，防止窒息。
3.4.3.3试验压力按图纸及有关规程规定。
4设备安装
4. 1冷箱的安装:
4.1.1冷箱基础框架顶面的水平度不应超过1/1000，框架各型钢应成垂直放置。
4.1.2在安装冷箱时，上下冷箱面可先预装成片，每片对角线长度误差及四边重直度误差，按表1规定
表1
4.1.3在安装时，基础框架与骨架型钢间，允许用薄钢板衬垫来调整安装尺寸，所衬垫的钢板，其宽度尺寸应与相应的型钢尺寸相同。
4.1.4骨架间的安装螺母与螺栓应点焊牢，骨架间的型钢其侧用间断焊，其外侧为连续密封焊。
4.1.5冷箱下部安装完毕，并经再次校正无误后，即可进行基础框架灌浆，在灌浆时，混凝土要用振动器搅动，以使所有的孔穴均填满混凝土。
4.2容器的安装
4.2.1吊装容器时，应采取保护措施，及如图示吊挂方式,以防止因吊装使容器变形及损伤油漆层。容器就位后，容器及管口应是清洁无油脂等污物。卧式加热设备（如电炉）其支座与基础底板间应可相对滑动，满足热胀冷缩需要。
4.2.2吊装铝制压力容器和铝制管路时，应采取保护措施，以防止损伤表面。如索具外套橡皮管，索具间用支撑撑开。
4.2.3下塔（已与冷凝器复合）的吊装应用随机吊耳。就位后，用铅锤在四
段。
这些塔均不允许异物及油脂带入塔体。因此，进入塔施工及配管，均严格要求施工清洁。各管口及工艺封头切割后，需检查各管口处件有否变形或异物，同时应清除塔铝屑及其它异物后再行施工。
各设备就位焊接前，应对照相关图纸，调整好管口方位及垂直度，用水平仪测量各塔段底部的基准园，校正塔体垂直度，并在施焊中予以保证，焊接合格后，随即用固定支架固定之，并再次校正垂直度，允差1/1000。
对上塔底部降液管，按图纸装配完毕后，清除主冷所有残留物后，再封闭主冷人孔。
各塔及塔段的焊接，检查方法和质量检验标准按相应图纸及JB/T6895-93《铝制空气分离设备安装焊接技术规》的相关规定。
4.2.5其它塔设备的安装，参见HGJ211-1985《化工塔类设备施工及验收规》。
4.2.6冷箱容器安装时的注意事项：
各容器管口在接管前，应用干净的白布扎口，以免油脂、污物进入。
在塔进行施焊时，严禁火焰或电弧触及各容器表面。
容器及其支架，阀门及其支架，管路及其支架，冷箱表面以及基础表面在安装结束后，均不得沾有油脂，否则应进行去油处理。
4.2.7冷箱积聚液空、液氧的容器，应有防静电接地装置，最大接地电阻10Ω，防静电接地装置与分馏塔防雷接地装置应分别设置。由工程设计统一考虑。
5 管路系统的安装
5.1阀门的安装
5.1.1所有将安装的阀门均是已检查合格的。
5.1.2冷箱阀门应在容器定位后，管路安装前进行安装。
5.1.3冷箱的冷阀应与其相应的支架同时安装，并在与该阀相连管道的冷缩方向相反的方位上，使阀杆中心线与冷箱开口中心有10～15mm的偏心，低温液体阀杆应向上倾斜10～15°。
5.1.4阀体与管道焊接时，阀门不宜关闭，离焊缝～60mm处温度不应高于200℃，以防止过热变形。安装时，管道应力不能转移至阀体。
5.1.5阀门安装时，阀门所示的方向应与介质流动的方向一致。在特殊场合下，某些角式截止阀使其方向相反（按工艺流程图），如加热进口阀，分子筛纯化系统的高温切换蝶阀的安装方向，应使阀门在正常运行周期中处于关闭状态时，阀门进口侧为相对高压，出口侧为低压。
5.1.6分子筛切换阀安装时，气缸宜垂直方向安装，且应注意其流向应与工艺方向一致，法兰螺栓应均匀地交叉拧紧。已用过的或生锈的螺栓不得再使用。阀门在安装前，管道系统应当彻底地清除脏物、灰尘及其外来杂质。螺栓的螺纹部分应预先涂一层MOS2润滑脂。
5.1.7安装后的阀门启闭应灵活，管道连接后及冷试过程中都要对阀门的启闭状态进行检查，不呈卡住现象方算合格。
5.1.8遥控阀门在安装前，应严格校核指令讯号与阀门执行机械动作是否同步，“全开”“全闭”位置是否正确；记录开度指令与阀门实际开度的关系。
5.1.9安全阀前有截止阀的，其阀应保持全开，并加铅封。
5.1.10阀门安装完成后，在附近写上流程位号标记（冷箱外均注出），并核对标记。
5. 2管路的安装
5.2.1管路在安装前，应做好一切准备工作。检查容器、阀门的位置，管口方位是否正确。将容器管口写上标记，管件应清洁干净，并严格脱脂，开好焊
接坡口等。
5.2.2配管原则:
a) 先大管，后小管；先下部，后上部；先主管，后辅管。
b) 根据管路的编号，先在预装场预装，而后再进行最终配制。
c) 加热管道与低温液体管道、液体容器壁面的距离不小于300mm。
5.2.3法兰与管路施焊前，须装上密封件，并拧紧螺栓后进行焊接，对于不锈钢制螺栓或铝合金制的螺栓，其螺纹部分注意预先涂一层MOS2润滑脂或Teflon喷剂。
5.2.4在安装过程中，如果工作不能连续进行，各容器和管道的开口必须加盖或包扎好，以免杂物掉进设备或管道。
5.2.5铝管与钢管的施工，应尽可能分开进行，安装铝管的工具和设备不得生锈，钢刷要用不锈钢刷。
5.2.6冷箱铝管安装时，在接缝处应衬垫衬圈。DN≥25的铝管加衬圈DN<25的铝管加外衬圈。
5.2.7在流量测量元件前10倍管径和后5倍管径长度围，不允许存在影响测量精度的因素，如设置管接头等。管路焊缝的表面亦应磨平，垫片径不可小于管道径等。
5.2.8在管路配制过程中，自始至终要考虑到管路的自补偿能力，若某一管路自补偿能力不足，则应采取措施，如加补偿器或修改管道走向等，以避免工作中因补偿不足而破坏。
5.2.9有多道焊缝之管路应留一道焊缝最后焊接，以保证在焊接其它焊点时管道可以自由伸缩，最大减少焊接应力。
5.2.10凡用隔热套管保护的氧、氮和氩等液态产品的管道，一般应先予制
部管道，并经射线检查和压力试验合格后，再装隔热套管。
5.2.11空气进下塔管必须有一坡度（膨胀空气进下塔管口处应先向上再下弯进下塔），防止管道集液或液体倒流。
5.2.12上塔所有气体引出管，均应向上弯，尤其是氧气出口管要向上弯～2000mm高度。
5.2.13分馏塔低温液体排放管道，当排液阀位置高于管道500mm时，管道向上直接引向阀门，当排液阀低于液体管时，则应设置高为1500mm的液封。
5.2.14分馏塔至低温液体贮罐，至低温液体泵的液体管线及泵到罐之排气管线，尽量做到少弯头，流路畅通，并有一定坡度，须符合图样规定，并须做到良好的保温。
5.2.15管道上的温度计、压力表、分析等接头及三通等必须先开好，严禁配管后再开。
5.2.16根据管道实际安装情况，考虑适当增加合理的管架，管路结构可参照生产厂管架图纸。
5.2.17计器管路的安装：
a)所有计器管在安装前均应清洗干净，无脂，并经压力试验合格后进行安装。
b)所有计器在安装时，均应安置在托架，并用带子扎牢或夹钳固定，但不允许焊接固定。且托架的设置，应避免积水。垂直部件托架可参考图2，水平部件托架可参考图1。
图1
图2
c) 整个管路的托架必须从头至尾非常牢固，以至可以在上面踩踏，并能承受绝热材料的荷载及温度变化所产生的形变。
5.2.18 分析管（包括压力测量管）的安装
a) 阀门高于测点的安装见图3
5.2.19液面测量管的安装
a)液面计的上阀管的安装见图4，图5。
5.2.20 流量测量管的安装
a)气态流量测量管的安装见图3，图5。
b)液态流量测量管的安装见图8。
图8
5.2.21加温吹除管的安装
a)应避免与其它各种管路和支架等接触，其外壁间距离一般不小于200mm。
b)配管方法与计器管路的配管方法相同。
5.2.22冷箱部的计器管线阀门，测量点、仪表都要在开始安装前作好标志，以免接错。每一管线装好后，应立即对照工艺流程图检查正确与否。
5.3冷箱电缆的安装
5.3.1冷箱低温电缆在安装时，均应安装在托架，参照计器管路的安装。
5.3.2测温元件末端电缆须有～150mm长弯成“S”状。电缆沿冷箱壁可采用穿管或排架予以固定、加固。
5.3.3安装时应先敷设并连接较长电缆的接头以便减少电缆损耗。
6 焊接及检验
6.1 焊工须经考试合格，黑色金属焊工考试按劳动部《锅炉压力容器焊工考试规则》执行，有色金属焊工考试按JB/T6895-93《铝制空气分离设备安装焊接技术规》执行。
6.2氩弧焊用氩气应符合GB4842有关规定，焊丝、焊条应清洁无油。
6.3焊接前，设备管口、管道已去油脱脂，焊接坡口已开好。
6.4焊前，焊接工艺应经过评定。
6.5金属管道的焊接探伤、质量评定，若无更高要求，应参照下列标准执行。
GBJ236-1982《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规》
JB/T6895-1993《铝制空气分离设备安装焊接技术规》
JB5902-1992《空气分离设备用氧气管道技术条件》
6.6焊接前，周围环境若出现下列情况之一时，则不应进行焊接施工：
a）空气相对湿度大于80%
b）气温低于5℃
c）风速度大于1.5m/s
d ）雷雨天
7 管道系统的压力试验 7.1冷箱部管道的压力试验
7.1.1系统采用气压试验，介质为干燥、无油的空气。并必须由专人分区负责包干，严格认真检查各部位的泄漏情况，不允许有泄漏。各系统的试验压力、停压时间、残留率按表2规定。
表2
残留率Δ计算公式：
?=?P T
P T 2112
100
式中：P1—起点压力 KPa （绝压） T1—起点温度 K
P2—终点压力 KPa （绝压） T2—终点温度 K
7.1.2气压试验前，所有自动阀用盲板堵塞。
7.1.3先充压至20KPa（～0.2 kgf/cm2）检查焊缝、法兰和其它可拆连接件处有无明显泄漏，如有泄漏，经处理后升压至49KPa（～0.5kgf/cm2），再进行检查，如有泄漏，经处理后，再升压至49KPa（～0.5kgf/cm2）。若无明显泄漏，就逐步升压至试验压力，保压12小时，严格检查，不再有泄漏点。
7.1.4检漏可以用无脂肥皂水检查，因它对铝有腐蚀作用，所以在泄漏试验结束后，必须用干净热水擦洗干净。
7.1.5焊缝泄漏处，必须正确地返修，决不允许采用敲打的办法或采用防漏剂来进行修补，修补处再用49KPa（～0.5kgf/cm2）压力检查。
7.2冷箱外部管路的压力试验
除水路系统压力试验用水进行外，其余系统均按上节要求进行。
需要切换再生操作的设备（如分子筛纯化器）应单独做气密性试验，停压4小时，其进、出口阀门的泄漏率不应超过1%。
7.3在压力试验合格之后，要由专人将试验用盲板取出，千万不能遗漏。再加上新的衬垫，将螺栓、螺母旋紧。
7.4在压力试验之后，拆除隔板，需再进行一次气密性试验，试验压力为工作压力。
8 系统吹刷
8.1吹刷用的气源由透平压缩机提供，并须启用空气冷却塔，分子筛纯化系统，一般应先吹刷塔外系统，后吹刷塔系统。吹刷要一部份接一部份进行。
8. 2吹刷用的空气压力，中压系统应保持在245～392KPa（均2.5～
4kgf/cm2）,低压系统保持在39～49KPa（约0.4～0.5kgf/cm2）。
8.3膨胀机进出口管道应断开，其入口管的过滤器芯子应拆除。所有流量计孔板应卸下。
8.4在吹刷系统中，若没有与大气相通的吹刷阀，根据特殊需要，可在适当部位开设吹刷孔，待吹刷结束后再予盲堵。
8.5塔外管路吹刷时，凡与冷箱相接的阀门应关闭，以免脏物重新吹入塔。
8.6计器管路的吹刷，应在吹刷后期进行。
8.7各系统的吹刷应反复多次进行，时间不少于4小时。
8.8吹刷情况的检查，可用沾湿的白色滤纸或脱脂棉花放在吹刷出口处，经5分钟，干净无明显的机械杂质为合格。
9 整体冷试
9.1整体冷试前，应对分馏塔进行全面加温吹除，然后冷试，冷试前机器、设备、仪表都应达到待运状态，步骤见使用维护说明书。
9.2冷试应依次将精馏塔、冷凝蒸发器等主要设备冷却到尽量低的温度，各保持1～2小时，然后冷却整个分馏塔，使所有的压力容器、管路外表面结上白霜，并保持3～4小时。
9.3在冷试过程中，应注意并记录泄漏部位和阀门有无卡住及灵活状态。
9.4冷试加温后应进行气密性试验。为此所有的螺栓、法兰连接、阀门等零部件，必须固紧一次。特别注意在固紧时阀门不得呈闭合状态。
9.5试验压力与工作压力相同，此时，安全阀和自动阀不再用盲板堵塞。
9.6整体冷试一般应进行一次，根据试验时的泄漏情况和处理情况，由现场决定是否需要再次进行冷试。