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空分設備是一個大型復雜系統，主要由以下子系統組成:動力系統、凈化系統、制冷系統、換熱系統、精餾系統、產品輸送系統、液體儲存系統和控制系統。
動力系統:主要指原料空壓機。
空分設備在低溫下分離空氣，獲得氧氣、氮氣等產品，本質上是通過能量轉換來完成的。該裝置的能量主要由原空氣壓縮機輸入。因此，空氣分離的總能耗大部分是原空氣壓縮機的能耗。
凈化系統:由空氣預冷系統(空氣冷卻系統)和分子篩凈化系統(凈化系統)組成。壓縮的原始空氣溫度很高?？諝忸A冷系統可通過接觸換熱降低空氣溫度，并可洗滌酸性物質等有害雜質。分子篩純化系統進一步去除空氣中的水分、二氧化碳、乙炔、丙烯、丙烷和一氧化二氮，這些物質對空分設備的運行有害。
制冷系統:空分設備采用膨脹制冷，整個空分設備的制冷嚴格遵循經典制冷循環。而通常所說的空分制冷設備，只是指膨脹機。
換熱系統:空分設備的熱平衡由制冷系統和換熱系統完成。隨著技術的發展，目前的換熱器主要采用鋁板式換熱器。
蒸餾系統：空分設備的核心，是實現低溫分選的重要設備。一般采用高低壓兩級蒸餾方式。它包括低壓塔，中壓塔和冷凝蒸發器。
產品輸送系統:空分設備產生的氧氣和氮氣需要一定的壓力來滿足后續系統的使用。只要是由各種規格的氧氣壓縮機和氮氣壓縮機組成。
液態儲存系統：空分設備可以產生某些液態氧、液氮等產品進入液態儲存系統，以便在需要時使用?？捎刹煌幐竦膬Σ邸⒌蜏匾罕谩⒄舭l器等組成。
控制系統:大型空分設備均采用計算機集散控制系統，可實現自動控制。
