二、 單元設備的設計、制造技術不斷提高是大型空分裝置國產化成功的根本
有了精確的計算與先進的流程組織，裝置的整體性能還直接受各單元設備技術性能的制約。在單元設備的研究方面，“八五”、“九五”期間我公司相繼承擔的國家攻關項目有：a.大型空分設備壓力容器的研制；b.大型板翅式換熱器的研制；c.高效精餾塔研究；d.空分設備用規整填料塔研究；e.全精餾無氫制氬技術研究；f.多股流繞管式換熱器等，這些攻關目標均逐一實現，并且得到實際應用的驗證。如：我公司先后進行寶鋼“30000”空分裝置，鞍鋼“3萬5”空分裝置，寧夏“28000”空分裝置的設計與制造工作，為“4萬”空分單元設備的設計與制造積累了豐富的經驗，本套空分裝置是德州華魯恒升大氮肥裝置國產化的最重要的配套裝置，“4萬m3/h大型空分成套設備研制”是“十五”國家重大技術裝備研制項目（由國家經貿委、財政部、中國機械聯合會組織），共有8個課題，開空集團承擔了其中7個子課題，分別是：
① 4萬m3/h大型空分流程設計和成套技術的開發；
② 大型分子篩吸附器研制；
③ 大型高壓換熱器研制；
④ 大型高壓帶液透平膨脹機研制；
⑤ 大型規整填料塔研制；
⑥ 空分設備特殊閥門研制；
⑦ 變負荷智能型集散控制系統研制。
從以上這些課題的設置可知單元設備的設計、制造對成套裝置的重要性，經過多年的技術攻關，開空集團已對空分裝置配套的空冷塔、水冷塔、分子篩吸附器、規整填料塔、篩板塔等主要的單元設備均有獨到的見解和成熟的設計、制造經驗，特別是在高壓繞管換熱器、雙管板蒸汽加熱器等多個單元設備方面為開空集團所特有。
三、 內壓縮流程開發的成功是對大型空分裝置國產化有力的支持
眾所周知，由于內壓縮流程相對于外壓縮流程具有操作簡便、安全可靠、產品類別多樣，可以獲得較多液體，占地少，投資省等優勢，在目前世界上大型空分裝置基本上均采用內壓縮工藝流程。由于國內空分行業外壓流程在相當長的時期內占主導地位，對內壓縮工藝流程的研究相對較少，這樣使得大型空分裝置國產化在一定程度上受到了限制。為此，開空集團率先對內壓縮流程進行研究與開發。
a) 94年向客戶提供小型的內壓縮醫用氧設備；
b) 94年底與天津鐵廠簽訂了“15000m3/hO2，產品壓力為0.6Mpa的內壓縮空分合同；
c) 95年開封空分與美國APCI在開封召開由石化行業及設計院參加的配套大化肥的內壓縮空分技術交流研討會；
d) 96年簽約三套產量為300m3/hO2，壓力為20.0Mpa出口的小型內壓縮流程空分設備，并取得成功；
e) 97年天津鐵廠“15000”投入運營，并順利通過性能考核；
f) 2000~2001年簽訂湖北鄂鋼，青島鋼廠“10000”，3.0Mpa內壓縮空分，柳州鋼廠“15000”，3.0Mpa內壓縮空分；
g) 2002年初湖北鄂鋼、青鋼相繼一次開車成功，順利通過考核；
h) 2002年3月，宣鋼集團簽訂“15000”，3.0Mpa空分設備；
i) 2004年4月柳州化工股份有限公司雙泵內壓流程的“28000”空分簽約。氧28000m3/h，4.52MPaG；氮11450m3/h，8.2MPa。
正是這些內壓流程的成功的業績，證明開封空分集團掌握了大型空分內壓縮流程技術，這為成套大型空分裝置國產化提供了有力的保證，所以才使得華魯恒升化工股份有限公司對開封空分集團成套“4萬”空分有充足的信任，并與2002年9月16日與開封空分集團簽訂合同，這是我國首套自行設計、制造、成套的4萬等級成套裝置。
第二部分 4萬空分設備簡介
“KDON-40000/45850”型空分設備是一套典型的化工型內壓縮設備。該設備采用常溫分子篩預凈化，增壓透平膨脹機提供裝置所需要的冷量，空氣增壓膨脹，雙塔精餾，液氧泵內壓縮流程，同時設有全精餾制氬系統，整套裝置的控制、聯鎖由DCS系統完成，流程遵循最先進的和最通用的控制方式，并貫徹以穩定運行為前提的設計模式。現分系統對該套裝置進行介紹。
一、 空氣過濾系統
采用自潔式空氣過濾器，濾紙為進口材料，正常處理氣量為20000m3/h，過濾精度>2μm，顆粒為99.99%；>1μm為99%，過濾級別GB/T14295-93中高效等級。
自潔過程由PLC實現自動化控制。
二、 空氣壓縮系統
本系統由空壓機、空氣增壓壓縮機、一拖二汽輪機及公共潤滑油站組成。完成的任務是將~200000m3/h的氣量壓縮到0.525Mpa；同時將部分的空氣壓縮到7.0Mpa。
空壓機、增壓機是由沈鼓制造，汽輪機由杭汽制造，空壓機與增壓機共用一臺汽輪機驅動，這樣就與中型空分裝置中空壓機與增壓機各自單獨驅動不同。在空壓機、預冷系統、純化系統投入之前，增壓機已啟動，這時要注意增壓機流路的安全保護措施。
三、 空氣預冷系統
本系統的任務是將空氣由~100℃冷卻到8~13℃，以滿足分子篩吸附器工作的要求，同時對壓縮空氣進行洗滌，除去對分子篩吸附劑有害的酸性氣體，同時設有氨蒸發器提供外界冷源。主要設備有空冷塔、水冷塔、氨蒸發器。
1. 空冷塔、水冷塔
空冷塔、水冷塔均采用散堆填料，在塔的結構設計上充分考慮到防帶水措施，主要采取高通量的汽液分布器，旋風分離結構等，確保空分的安全運行。
2. 氨蒸發器
考慮到氨介質的特點及循環水的條件，選用不銹鋼管材，并在氨蒸發器的上部留有足夠的汽液分離空間，采用浴式工作，保證蒸發器工作的穩定。
