空分設備增壓機冷卻器泄漏原因分析與處理

李宗輝，劉玉良

（濟南鮑德氣體有限公司，山東濟南 250101）

經驗交流

空分設備增壓機冷卻器泄漏原因分析與處理

李宗輝，劉玉良

（濟南鮑德氣體有限公司，山東濟南 250101）

利用系統檢修機會，發現制氧機空氣增壓機三級冷卻器存在漏水現象，導致高壓空氣通道與膨脹通道帶水凍結堵塞，制氧機被迫停機。通過為各級冷卻器安裝氣側吹除閥，根據工藝流程特點采取制氧機冷箱分段吹掃加溫，消除了故障，實現了制氧機成功啟動。

制氧機；增壓機；冷卻器；吹掃；加溫

濟南鮑徳氣體公司標準流量40 000 m3/h內壓縮流程制氧機2006年8月投產，2013年制氧機進行了系統檢修，在隨后的啟動過程中，由于制氧機所需的空氣增壓機3級冷卻器漏水，導致高壓空氣通道與膨脹通道帶水凍結堵塞，使制氧機無法正常啟動。在經過3級冷卻器堵漏處理、系統加溫后，制氧機投入正常運行。

1 故障原因分析

2013年8月12—14日，制氧機按計劃實施系統檢修。制氧機組開車后，冷箱內露點分析值超量程，主板式換熱器熱端溫度異常上升，氧氣、氮氣、污氮氣等出冷箱介質溫度接近0℃，制氧機被迫停機。查看歷史趨勢圖，發現14日19：17出現增壓機5級在線露點檢測值超量程，隨后膨脹機增壓冷卻器后空氣露點檢測值也超量程。據此及膨脹機組、高壓空氣通道流量變化等現象分析，初步判斷膨脹機增壓后冷卻器或增壓機各級冷卻器中有1臺或多臺存在漏水的可能。由于啟動過程中一、二段回流閥均處于開啟位置，增壓機任何一級冷卻器漏水，都有可能造成膨脹通道和高壓液空通道帶水，因此進一步判斷增壓機各級冷卻器漏水的可能性更大。停車后對各冷卻器進行壓力試驗證實了這一判斷，發現增壓機3級冷卻器管束漏水嚴重，其余各冷卻器未發現漏水。

根據分析并結合現場實際，造成冷卻器泄漏后未及時發現的原因，一是增壓機組各級冷卻器氣側沒有吹除閥，操作人員無法在啟動前確認冷卻器是否漏水，一旦出現漏水，在增壓機組啟動后就會帶入制氧機冷箱；二是在制氧機組開車過程中，增壓機5級冷卻器露點檢測值超標發生時，增壓機二段（即3～5級）仍未加載，崗位人員未及時關注。

2 故障處理

1）安裝氣側吹除閥。針對發現的問題，首先從設備上進行檢修和完善。對分子篩后各冷卻器進行壓力試驗，對發現泄漏的增壓機3級冷卻器芯進行更換，并為各級冷卻器安裝氣側吹除閥，以便在啟動前對冷卻器的狀態進行確認。

2）吹掃制氧機冷箱雖然制氧機冷箱直接帶水的通道只有膨脹通道和高壓液空通道，但水分進入冷箱后，會隨氣流分散到制氧機冷箱內的各個部位，并在低溫環境下凍結堵塞通道。即使制氧機冷箱經過吹掃加溫，這些凍結的水分恢復成為液態水后，仍會因為制氧機冷箱內部設備結構、管道布置復雜，而繼續殘留在各個容器、管道、閥門的相對低點而不易被徹底吹掃出冷箱。

為了確保帶入冷箱的水分不殘留，根據冷箱帶水后可能殘留的部位，對制氧機冷箱進行復熱加溫后，通過分段吹掃加溫的方法，保證吹掃加溫的效果：

①膨脹增壓端入口管道吹掃。通過拆掉膨脹機增壓端入口過濾器及短管，封堵增壓機入口，開增壓機入口閥，中抽閥，吹掃膨脹增壓機前的管道。②膨脹增壓端出口管道吹掃。將堵板安裝在膨脹增壓端入口過濾器法蘭處，關閉膨脹增壓后冷卻器出口閥，開膨脹增壓機回流閥，吹掃膨脹增壓機出口管道。③膨脹機入口管道吹掃。恢復膨脹增壓機入口過濾器及短管，拆除膨脹機入口過濾器及短管，膨脹機入口側加裝堵板，開增壓后冷卻器出口閥，開膨脹機入口閥，吹掃膨脹機入口管道。④膨脹機出口管道吹掃。將堵板移至膨脹機入口過濾器管道法蘭處，關膨脹機入口閥，開膨脹機出口閥，開膨脹機噴嘴、導葉，使下塔空氣經膨脹機出口管道，由入口過濾器處放空，吹掃膨脹機出口管道，吹掃完畢后恢復膨脹機入口過濾器及管道。⑤高壓液空通道吹掃。關增壓機入口閥和高壓液空節流閥，拆除板式冷箱頂部高壓液空通道封頭，開節流閥，使下塔空氣經高壓板式通道，自板式冷箱頂部放空，吹掃高壓液空通道，吹掃結束后恢復封頭。⑥液空過冷器通道吹掃。上下塔卸壓，拆除粗氬冷凝器液空側安全閥，關閉膨脹機出口閥、液氮節流閥、污液氮節流閥、液空去精氬塔調節閥，開粗氬冷凝器液空調節閥，下塔升壓后經液空過冷器對粗氬冷凝器空氣側通道進行吹掃，期間多次開關精氬塔蒸發器旁通閥，同時吹掃精氬塔蒸發器空氣側通道。⑦膨脹機后氣液分離器通道吹掃。在進行液空過冷器通道吹掃的同時，開膨脹后氣液分離器液位調節閥，吹掃膨脹空氣至粗氬冷凝器通道，吹掃完畢后恢復安全閥。

吹掃完畢后，啟動空壓機進行制氧機冷箱的全面加溫。直至冷箱內各露點檢測值達到-70℃以下后啟動增壓機、膨脹機組，制氧機開車。經過35 h 40 min的啟動調試，制氧機各運行參數達到正常，投入正常運行。

3 結語

利用每次檢修機會加強對設備狀態的確認與維護，開車前對各冷卻器是否泄漏進行狀態確認，崗位人員精心操作，不放過任何一個異常報警信息，都是避免事故發生的有效途徑。冷卻器泄漏后制氧機冷箱內水分的吹掃要根據不同工藝流程、工藝設備的具體特征制定相應的吹掃加溫方案，確保加溫吹除徹底，為制氧機啟動后高效穩定運行提供保障。

TQ051.21

：B

：1004-4620（2014）01-0080-01

2013-09-24

李宗輝，男，1978年生，2001年畢業于北京科技大學熱能工程專業。現為濟南鮑德氣體公司經理助理，高級工程師，從事制氧技術管理工作。