上海申弘閥門有限公司
1 引 言
當(dāng)今，世界科技與經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，各行各業(yè)對氧、氮、氬的需求急增，用量越來越大，也就促使空分設(shè)備(制氧機(jī))越造越大?，F(xiàn)國外空分設(shè)備特點(diǎn)是：巨型化、填料塔、無氫制氬、內(nèi)壓縮、氣液并產(chǎn)、高自動化、高可靠、低能耗、長周期等。投運(yùn)的大空分設(shè)備是：法國液化空氣公司3200t/dO2(2002年3月已拿到3550t/dO2的訂單)；美國空氣制品與化學(xué)品公司的3100t/dO2；德國林德公司的335000m3/hN2(一處4臺)；美國普萊克斯實(shí)用氣體有限公司的1700t/dO2；英國氧氣公司的2400t/dO2；德國梅塞爾集團(tuán)的1700t/dO2；俄羅斯深冷機(jī)械公司(前蘇聯(lián))的70000m3/hO2等。投運(yùn)的大制氧站是南非煤-油-氣公司，＞100萬m3/hO2；大制氮站是墨西哥坎塔雷爾，134萬m3/hN2?，F(xiàn)國外大型空分設(shè)備，氧提取率＞99%(達(dá)到99.8%)，氬提取率(膨脹空氣進(jìn)下塔)可達(dá)92%～94%，能耗＜0.565kWh/m3O2(包括壓氧，＜3Mpa）。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國空分設(shè)備制造業(yè)從1999年下半年開始，走出低谷，三年來行業(yè)形勢一直趨好，杭州制氧機(jī)集團(tuán)有限公司、開封空分集團(tuán)有限公司、四川空分設(shè)備集團(tuán)有限公司訂貨均出現(xiàn)歷史新高，鋼鐵、石化、化肥等工業(yè)均競上新的大型空分設(shè)備。在此形勢下，筆者近年常接到行業(yè)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)與同仁的問詢；國外大型制氧機(jī)發(fā)展情況如何?大到多大?總不能老是以老的信息相告問詢者。為此，筆者前段時間向國外有關(guān)空分設(shè)備公司駐華辦事處的老朋友作了寫信與的調(diào)查問詢，得到了他們的大力支持。有些回復(fù)資料經(jīng)老同事翻譯后已在氣體總網(wǎng)網(wǎng)訊《氣體分離動態(tài)》上絡(luò)續(xù)登出?，F(xiàn)結(jié)合筆者從事《深冷技術(shù)》主編工作與行業(yè)情報工作所搜集累積的信息，一并作一，供行業(yè)同仁參考供領(lǐng)導(dǎo)參閱。1903年，德國林德發(fā)明世界上*臺10m3/h制氧機(jī)，到明年(2003年)正好100周年，謹(jǐn)亦以此文作為紀(jì)念。
2 國外各大空分設(shè)備公司的發(fā)展情況
1、世界*
法液空
世界上大的工業(yè)氣體和醫(yī)療氣體以及相關(guān)服務(wù)的供應(yīng)商之一。法液空集團(tuán)向眾多的行業(yè)提供大中型空分設(shè)備及氧氣、氮?dú)?、氫氣和其他氣體及相關(guān)服務(wù)。
林德
提供大中型空分設(shè)備及種類廣泛的壓縮和液化氣體以及各種化學(xué)產(chǎn)品，氣體運(yùn)用領(lǐng)域涉及鋼鐵生產(chǎn)、提煉、化學(xué)加工、環(huán)境保護(hù)、焊接、食品加工、玻璃生產(chǎn)和電子行業(yè)。如今在大力發(fā)展快速增長的醫(yī)療業(yè)務(wù)(如醫(yī)用氣體)和生態(tài)氫技術(shù)的研發(fā)。
美國空氣
提供大中型空分設(shè)備，氣體產(chǎn)品包括普通空氣氣體產(chǎn)品，特種和加工氣體，以及化學(xué)中間體產(chǎn)品，在范圍內(nèi)為科技，能源，醫(yī)療護(hù)理和工業(yè)制造等領(lǐng)域的客戶提供*的產(chǎn)品，服務(wù)和解決方案。是大的電子特氣，氫氣和氦氣的供應(yīng)商。
梅塞爾
提供大中型空分設(shè)備，生產(chǎn)銷售氧氣、氮?dú)?、氬氣、二氧化碳、氫氣、氦氣、焊接保護(hù)氣、特種氣體、醫(yī)療氣體和各種混合氣。
空分閥門介質(zhì)要求有氣態(tài)和液態(tài)耐。低溫是空分閥門的一個要求，低溫的低度數(shù)，與介質(zhì)有關(guān)，一般液氮為-196攝氏度。主要用于鋼鐵和冶煉（富氧煉鋼）、煤化工、造紙、半導(dǎo)體（新興行業(yè)）等原料空氣經(jīng)空氣過濾器除去空氣中的灰塵及機(jī)械雜質(zhì)后，在無油空壓機(jī)壓縮至<0.7MPa，壓縮產(chǎn)生的熱量通過水冷卻器換熱被冷卻水帶走，然后進(jìn)入預(yù)冷機(jī)組進(jìn)行預(yù)冷，至（2~10）℃。在此階段部分游離水被析出，再進(jìn)入切換式使用的分子篩純化器（MS1201或MS1202），空氣中的殘留水蒸氣、二氧化碳、乙炔等碳?xì)浠衔锉晃?。分子篩純化器兩只吸附筒輪換使用，其中一只工作，另一只再生。兩組純化器吸附筒由程控器控制定時自動切換。 上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。
經(jīng)過純化器凈化后的純凈干燥空氣溫度升至~15℃，分為兩路：大部分空氣進(jìn)入空分冷箱，在主板翅式換熱器中與返流的冷氣流（純氧、純氮、污氮、壓力氮）換熱，溫度降至接近液化溫度，再經(jīng)過V1閥節(jié)流后進(jìn)入下塔。
另一部分空氣進(jìn)入增壓機(jī)增壓后，約100m3/h的氣作為增壓透平膨脹機(jī)組氣體軸承用氣,其余氣則進(jìn)入冷箱,在主板翅式換熱器內(nèi)與返流的冷氣流(純氧、純氮、污氮等)換熱冷卻后再經(jīng)中抽V5閥或底抽V6閥抽出進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹制冷，膨脹后的空氣經(jīng)過V12閥送入上塔或經(jīng)過V11閥旁通進(jìn)入污氮管道，再經(jīng)過主換熱器復(fù)熱后排出冷箱放空。 在下塔中，空氣被初步分離為液氮和富氧液空。上升氮?dú)庠诶淠舭l(fā)器中與上塔底部低壓液氧換熱被液化，同時液氧被汽化。液氮分為兩路，一路經(jīng)過V4閥進(jìn)入下塔作為下塔回流液，另一路經(jīng)過冷器與純氮、污氮換熱后再經(jīng)過V3閥節(jié)流進(jìn)入上塔上部。下塔中的富氧液空由底部抽出經(jīng)過冷器與純氮、污氮換熱過冷后再經(jīng)過V2閥節(jié)流送入上塔作為回流液。 經(jīng)過上塔的進(jìn)一步精餾 ，在上塔頂部得到純度較高的氮?dú)猓谏纤撞康玫窖鯕?。純氮從上塔頂部抽出后?jīng)過過冷器及主換熱器復(fù)熱后送出冷箱進(jìn)行壓縮充裝或液化；污氮從上塔上部抽出經(jīng)過過冷器及主換熱器復(fù)熱后送出冷箱，其中一部分作為純化器再生用氣，另一部分放空；氧氣經(jīng)過主換熱器復(fù)熱后送出冷箱壓縮充裝或液化，壓力氮經(jīng)過主換熱器復(fù)熱后送出冷箱。
美國普萊克斯
提供大中型空分設(shè)備，是世界上大的二氧化碳供應(yīng)商。公司主要生產(chǎn)、銷售和配送大氣氣體產(chǎn)品、工藝氣體產(chǎn)品以及高性能表面涂料。服務(wù)于食品飲料、醫(yī)療保健、化工、鋼鐵及金屬制造、有色金屬冶煉、電子、能源、航天等各種不同的工業(yè)領(lǐng)域。
2.1 法國液化空氣公司
法國液化空氣公司(以下簡稱法液空或L′air)建于1902年(克勞特發(fā)明活塞式膨脹機(jī)，建立“克勞特液化循環(huán)”之年)。1910年制成*臺中壓帶膨脹機(jī)的10m3/h制氧機(jī)，開始生產(chǎn)空分設(shè)備。1917年制成125m3/h制氧機(jī)。1925年法液空在意大利建成世界上*家以管道來供應(yīng)氧氣。1945年制成800m3/hO2、3300m3/hN2同時制取的空分設(shè)備。1957年制造10750m3/h空分設(shè)備。隨后法液空制造過16250、20800、25900、43700、50400、66900、74000等m3/h大型空分設(shè)備。
法液空設(shè)計制造的大型空分設(shè)備集中的為供南非的SasolSecunda公司，這家以煤轉(zhuǎn)化生產(chǎn)合成燃料的煤-油-氣公司，就建有法液空提供的66900m3/h、98.5%O2的空分設(shè)備12套；*期工程，1977年供6套；第二期工程，1979年供5套，1981年又供1套；其氧、氮產(chǎn)量與純度為：氧669000m3/h、98.5%O2，氮21600m3/h、＜100×10-6O2。后又上74000m3/h空分設(shè)備1套。這樣共為13套，1998年ICCR會論文集、BOC專家文也為13套。但法液空樣本介紹為14套。
據(jù)《低溫氣體》2002年第5期和法液空公司通訊2002年3月19日報道，法液空又從南非SASOL手中拿到3350t/d(約10366m3/h)空分設(shè)備的訂單，計劃2003年底開車，這就意味著法液空將建造世界上大的空分設(shè)備。該特大型空分設(shè)備將安裝在南非SasolSecunda公司下屬的石化聯(lián)合企業(yè)里，離南非約翰內(nèi)斯堡170公里之處。一旦此新空分設(shè)備投產(chǎn)，SASOL將成為法液空服務(wù)于這家單一用戶的世界上大的空分設(shè)備擁有者、世界上大的制氧站，建成后該處的總氧產(chǎn)量將超過38500t/d(112.4萬m3/h)。法液空稱，自1980年以來，法液空已向南非SASOLSecunda提供2500t/d(73250m3/h)等級空分設(shè)備14套。第15套為3550t/d等級的特大型空分設(shè)備的建造，表明法液空有能力向世界上對氧、氮有特大需求的用戶提供設(shè)備和服務(wù)。南非SASOL合成燃料公司和法國液空公司之間的合作關(guān)系已有30多年，雙方都獲得了利益(雙贏效果)。
法液空是法國*生產(chǎn)空分設(shè)備的廠家，是世界上資格老的空分設(shè)備制造公司之一，是世界*大氣體公司。法液空2000年銷售額7289.6百萬美元，同比增長23.9%，排世界七大氣體公司?，F(xiàn)法液空在65個國家有130家子公司，2001年銷售額8328百萬歐元，法國境外收入達(dá)77%。
據(jù)1993年資料，法液空在本國與世界各地已擁有450個氣體生產(chǎn)企業(yè)。在歐洲建立起世界上大的氧、氮、氬供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，管路總長達(dá)3000公里，在法國北部以管路溝通比利時、荷蘭、盧森堡、德國等國家。在美洲也有2300公里的供氣管網(wǎng)。那時空分設(shè)備大生產(chǎn)能力為90000m3/h。
據(jù)1998年資料，法液空自1970年以來，已向各行業(yè)提供了1400多套空分設(shè)備，遍布140多個國家。氧產(chǎn)量大于60000m3/h的大型空分設(shè)備，法液空*達(dá)55%。
目前世界上投運(yùn)大的空分設(shè)備為3200t/d(93440m3/h)，就是法液空制造的，已制造投運(yùn)兩套。*套3200t/d空分設(shè)備，1998年4月投產(chǎn)，安裝于比利時安特惠普港的巴斯夫公司現(xiàn)場，其管網(wǎng)與法液空長達(dá)2600公里、從敦克爾克至鹿特丹的北歐管網(wǎng)相連。該套空分設(shè)備采用部分內(nèi)壓縮(泵壓)流程，其前端凈化器閥門直徑達(dá)ф1.6m，精餾塔分四段運(yùn)輸，每段重達(dá)140噸，采用規(guī)整填料塔。該套新空分設(shè)備由法液空歐洲氣體部投資興建，用于取代原先那套產(chǎn)量不足、效率不高的舊空分設(shè)備。法液空第二套3200t/d空分設(shè)備，2000年5月投產(chǎn)，就是取代1997年12月25日爆炸掉的在馬來西亞賓突魯殼牌石油公司中間蒸餾合成公司的1993年投產(chǎn)的2500t/d(73000m3/h)、99.8%O2空分設(shè)備。新上3200t/d空分設(shè)備，對安全防爆作了新的設(shè)計，不再用膜式主冷，而全部采用浴式主冷，增強(qiáng)對碳?xì)浠衔锏谋O(jiān)控，增加液氧吸附過濾器。
2.2 德國林德冷凍機(jī)械制造公司
德國林德冷凍機(jī)械制造公司(以下簡稱林德公司或Linde)創(chuàng)建于1879年6月。1895年5月29日，林德利用焦耳—湯姆遜效應(yīng)制成世界上*臺3L/h高壓空氣液化裝置，液化空氣獲得成功，并投入工業(yè)生產(chǎn)，建立了“林德節(jié)流液化循環(huán)”，隨之林德公司設(shè)立氣體液化部，開始設(shè)計和研制氣體液化和氣體分離設(shè)備。1896年，林德通過液化空氣的部分蒸發(fā)獲得氧量為50%的混合物。1900年，林德制成用氨預(yù)冷的實(shí)用化的空氣液化裝置，并在博覽會上展出。1902年，林德設(shè)計*臺單級精餾的制氧機(jī)。1903年由卡爾·林德設(shè)計制成世界上*臺工業(yè)性10m3/h制氧機(jī)，采用高壓節(jié)流單塔流程，制氧機(jī)從此誕生。1907年制成50m3/h制氧機(jī)。1911年制成80m3/h和150m3/h制氧機(jī)。1930年試制成功*臺工業(yè)規(guī)模林德-法蘭克爾(蓄冷器)型255m3/h、99%～99.5%O2的制氧機(jī)。1939年制成3350m3/h、98%O2的制氧機(jī)。1947年林德公司開始開發(fā)全低壓工藝氧設(shè)備。1957年制成10000m3/h空分設(shè)備。20世紀(jì)60年代后，林德公司制造過11000、12000、12500、20000、26000、28000、30000、37250、40000、44600、55000、70000m3/h等空分設(shè)備。
林德公司為德國BASF公司設(shè)計制造的66000m3/h空分設(shè)備，1992年2月投產(chǎn)，采用常溫分子篩凈化流程，填料塔制取粗氬，再用加氫除氧生產(chǎn)108t/d(2527m3/h)、99.9995%高純氬。林德公司自用的34000m3/h空分設(shè)備，1993年12月建成投產(chǎn)，采用常溫分子篩凈化流程，設(shè)有17500m3/h氧量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用三塔填料塔低溫精餾制取高純氬，提氬系統(tǒng)與主塔都在同一冷箱內(nèi)。林德公司提供馬來西亞石油工業(yè)的72200m3/h空分設(shè)備，1993年投產(chǎn)。
當(dāng)前世界空分設(shè)備制造業(yè)中，林德公司與法液空、美國空氣制品公司不斷互相競爭，使得空分設(shè)備的規(guī)模不斷攀升，其產(chǎn)量已從1000t/d上升到3500t/d。林德公司曾繪制Linde、AL、APCI三家公司大型空分設(shè)備產(chǎn)量攀升圖，見圖。這張圖設(shè)計得好，三家業(yè)績包括進(jìn)去了，從時間，規(guī)模、地點(diǎn)、照片反映實(shí)績(實(shí)線)與訂貨(虛線)。
■德國林德公司,△法國法液空公司,●美國空氣制品公司;箭頭所指為空分設(shè)備安裝地。
林德公司現(xiàn)制造得大的制氮設(shè)備是安裝在墨西哥坎塔雷爾的33.5萬m3/h制氮設(shè)備，共4套，總氮產(chǎn)量為134萬m3/h，已于2000年9月試運(yùn)轉(zhuǎn)投產(chǎn)，氮?dú)獗粔嚎s到120bar，經(jīng)過海底管道送到80公里外的海上油田與墨西哥GULF油田，用于注氮強(qiáng)化采油。這個工程項(xiàng)目是墨西哥石油集團(tuán)與英國BOC、日本丸紅株式會社、加拿大西海岸能源公司、德國林德公司以及ICAFiuorDaniel公司共同簽約的為期15年的氮?dú)夤?yīng)合同，項(xiàng)目建設(shè)總投資近10億美元
2、中國三杰
杭氧股份
大的空分設(shè)備和石化設(shè)備開發(fā)、設(shè)計、制造成套企業(yè)，以設(shè)計、制造、銷售成套大中型空分設(shè)備和石化設(shè)備為核心業(yè)務(wù)，產(chǎn)品覆蓋全國各地和世界30多個國家和地區(qū)。公司現(xiàn)有控股和參股企業(yè)26家。具有年設(shè)計、生產(chǎn)50套以上大中型空分設(shè)備的能力，年產(chǎn)空分設(shè)備制氧量總和達(dá)到100萬立方米/小時以上。
開封空分
是我國自行設(shè)計與制造大、中型空氣分離設(shè)備的重點(diǎn)骨干企業(yè)。1965年建成投產(chǎn)，為我國冶金、石化、化肥、煤化工以及建材、輕紡等工業(yè)部門提供大、中型空分設(shè)備，并向東南亞、中東、西歐世界西歐等許多國家出口大、中型空分設(shè)備。
四川空分
主要從事大、中、小型空氣分離設(shè)備，低溫液體貯槽、集裝槽、槽車及汽化設(shè)備，超級絕熱氣瓶和輸液管道，天然氣(油田氣)液化分離設(shè)備，各類透平膨脹機(jī)、低溫液體泵、中小型活塞壓縮機(jī)，低溫閥門和常溫閥門，醫(yī)用集中供氧裝置和中心吸引裝置，潔凈手術(shù)室系統(tǒng)，溶解乙炔設(shè)備、環(huán)保設(shè)備等上千個品種、規(guī)格的產(chǎn)品設(shè)計、制造、銷售和安裝以及工業(yè)氣體生產(chǎn)和銷售。
等許多國家出口大、中型空分設(shè)備。
3、綜述
中國的空分市場呈現(xiàn)出巨大的潛力，給了空分設(shè)備和工業(yè)氣體足夠的發(fā)展空間，相較于2000年以前，如今的中國空分產(chǎn)業(yè)已經(jīng)可以和世界空分*叫板，在技術(shù)上雖然仍有差距，但中國的空分產(chǎn)業(yè)已經(jīng)占有了明顯的競爭優(yōu)勢，同等質(zhì)量的產(chǎn)品，價格低30%，主要是緣于中國勞動力和原材料較市場便宜很多。世界上的空分企業(yè)主要有五家：法國液化空氣集團(tuán)、林德集團(tuán)、美國空氣動力(集團(tuán))有限公司、梅塞爾集團(tuán)、美國普萊克斯公司(以下簡稱為法液空、林德、美國空氣、梅塞爾、普萊克斯)。很長時間以來，他們穩(wěn)占了世界市場70%的空分份額。尤其是法液空，在歐洲和亞洲市場都很有影響力。中國在發(fā)展空分產(chǎn)業(yè)時，基本上拷貝了這幾家國外空分*的發(fā)展模式，因此如今中國也有了自己的優(yōu)勢空分企業(yè)，杭氧、開空、川空，被譽(yù)為中國的三大空分企業(yè)，他們不僅占有中國50%以上的空分市場，而且在出口上也是占據(jù)較強(qiáng)優(yōu)勢。與本文相關(guān)的論文有：油氣改革拉升閥門行業(yè)
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