摘要：本文简单介绍了空分设备制造工艺进展和现况，探讨了空分设备制造主要配套工装设备进程与现况，如分子筛吸附器、精馏塔、冷凝蒸发器等，以供参考。
关键词：空分设备；制造工艺；工装设备；进展；现况
空分设备制造工艺也就是空分设备制造技术，空分设备生产技术涉及空压机、精馏塔、冷凝蒸发器、膨胀机、贮槽等设备的生产工艺。随着空分设备工艺流程的日趋成熟，内压缩流程、外压缩流程所涵盖的空分设备大致相同，其设备的结构与制造工艺也相通。此次研究就空分设备生产工艺和工装设备进展与现况进行讨论。
一、空分设备制造工艺进展与现况
空分设备制造属于大型工业机械设备制造，绝大部分的制造工艺都为传统的焊接、机加、锻造、铸造等工艺。随着现代化工业改革的深入，在每一个工艺领域已经发生或正在发生不同程度的革新。
目前主要的焊接工艺有：电焊、气体保护焊、埋弧自动焊、氩弧焊、自动氩弧焊等焊接工艺，杭氧、林德和法液空等国内外空分设备制造商都采用以上焊接工艺加工设备，而磨擦焊、搅拌焊等新型的焊接工艺因空分设备的外形、规格、材质等原因，并没有在业内应用推广。
在成熟的埋弧自动焊接技术上，杭氧等国内厂家又进一步开发了跟踪焊接，改进焊接坡口，不仅大大降低了工人的劳动强度，同时对连续的焊接成形质量有了稳步提升。
相对于焊接工艺，空分设备制造的其他加工工艺如机加、锻造、铸造等工艺本身的技术革新相对较少，主要的革新发生在工装设备上，如机床的自动化程度改进，铸造清洁能源的利用等方面已经有了较大的进步。
二、主要配套设备工装设备进展与现况
（一）分子筛吸附器
分子筛是空分设备空分纯化系统中的核心设备，主要有卧式和立式两种结构，目前应用最广的是卧式分子筛吸附器，其结构见图1所示。
图1 分子筛吸附器结构图
分子筛工作压力0.6MPa，作为常规黑色压力容器，其制造工艺主要有容器钢体的焊接、大型封头的旋制、双床层结构的组合。筒体焊接多采用埋弧自动焊，而对于其中气体分布器的多孔管和床层的分隔板由冲制而成，孔径的形状与大小则需根据分子筛和氧化铝的颗粒大小来确定。由于分子筛重心上下不均衡，整体容器总装需要用到偏心滚轮架来保证总装时不发生滑动翻转，分子筛床层面的水平度是设备结构的重点，为了保证水平，首先要确保筒体的圆度，目前制造工艺普遍使用标准圆抱圆模做为工装来紧固筒体，使筒体能保持相应的圆，在这基础上通过水平激光仪来找正分子筛床层的水平面。
（二）精馏塔
精馏塔是空分设备冷箱中的主要设备，根据提取的介质不同，主要有提取氧气、氮气的上塔、下塔和提取氩气的粗氩塔、精氩塔。随着国内空分设备制造商对稀有气体提取的深入研究，提取氪气、氙气、氖气、氦气等精馏塔也已研发成功，杭氧所研发的设备业已成功提取以上稀有气体。精馏塔经历了从筛板塔到规整填料塔的发展历程，虽然内部结构发生重大变化，但制造工艺却大致相同，目前国际上主要采用铝镁合金和不锈钢做为塔器筒体材料，筒体主要采用手工氩弧焊或自动氩弧焊，主要的设备有氩弧焊机、自动氩弧焊机、熔化极半自动氩弧焊机等设备，为保证筒体的圆度同样采用抱圆模作为工装，因精馏塔分段出厂前需按压力容规定进行压力试验，这里主要采用可重复利用的试压封头作为工装。精馏塔制造需要的其他制造设备还有滚轮架、卷板机、等离子切割机以及切割、打磨各类电动工具。
（三）冷凝蒸发器
倘若精馏塔是空分设备的关键部分，则冷凝蒸发器是精馏塔的关键部分。在现代社会发展过程中，精馏塔使用的是浸浴式主冷。杭氧研制卧式浸浴式主冷，该换热单元设置了新的高密度肋片，经过减小肋片在冷凝渠道中的倾角与高度提升了气流速度，促进液膜从层流变成湍流，从而增加了传热系数。冷凝蒸发器就像冷箱内的“心脏”通过液氧侧的蒸发、氮气侧的冷凝使上下塔的精馏能持续建立起来，冷凝蒸发器同样也采用铝镁合金，制造工艺类同与精馏塔，目前也主要使用抱圆模、滚轮架、氩弧焊机等设备，对于冷凝蒸发器内部的T型铝材，需要型弯机进行弯曲加工。冷凝蒸发器的板式立装与整体卧放则需要吊装平衡梁来维护吊装时的稳定。
结束语
经过长期发展，利用成熟稳定的工艺技术，中国已经拥有了独立研制空分设备的能力，比如特大型空压机组、精馏塔、冷箱等设备研制，根据所研发的设备规格，可通过现有的工艺、工装设备实现厂内制造或现场异地制作。国内生产制造商杭氧更是通过精品工程，持续提升产品质量，出产的大型空分设备已经接近国际领先水平，神华宁煤六套十万空分的成果得到国内用户的高度认可。相比设备容器的制造国产化水平提升明显，空分设备配套的空压机、膨胀机等动设备的国产化有更长的路需要走，其工艺水平的提升也有更大的空间。可相信经过自主创新与节能研发，国内空分行业一定可以实现可持续发展，做强做大。
参考文献
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论文作者:王培宏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/17
标签：设备论文; 空分论文; 精馏论文; 分子筛论文; 工装论文; 蒸发器论文; 制造工艺论文; 《基层建设》2018年第29期论文;