淺析空分塔主冷箱基礎結霜現象

石鈺龍

（陜西省榆林市神木縣神木富油能源科技有限公司，陜西 榆林 719319）

淺析空分塔主冷箱基礎結霜現象

石鈺龍

（陜西省榆林市神木縣神木富油能源科技有限公司，陜西 榆林 719319）

簡介3200Nm3/h空分設備保冷箱基礎出現結霜現象，并對結霜部位、結霜成因、結霜現象發生時應采取措施以及從中獲得的經驗、教訓等方面進行簡要闡述。

空分設備；冷箱；結霜；措施

神木富油能源科技有限公司制氫車間空分崗位自2010年10月投產運行以來，運行狀況相對良好。期間，因外界電網電力供應不穩定等因素，導致空分緊急停車，系統開停車多次頻繁。2011年8月，隨著外界環境溫度的逐漸降低，發現空分分餾塔過冷器下部基礎表面溫度緩慢下降，并且冷箱南側、北側有結霜現象，且日漸嚴重。

空分塔保冷箱結霜現象，在深冷空分行業中是不多見的，在我廠是是第一次發生，為此，我們對這一現象進行了分析、研究，并相應采取了一些相應措施。

1 結霜部位分析

結霜部位主要有兩處：一為空分塔保冷箱北側距基礎0.2米處，寬度約為0.4m，長度為0.9m，霜層最厚可達2cm。二為空分塔保冷箱南側距基礎0.4米處，寬度約為0.2米，長1.2米，霜層厚度可達1cm，并且兩處沿空分塔呈現對稱狀態。另外，在基礎結霜嚴重時，空分塔保冷箱底部東西兩側四條通風管內部出現部分結霜現象，更嚴重的通風管直接被堵死。

空分系統在正常運行時，有許多造成冷損的原因，出主板式換熱器熱端溫差急劇增大、保冷材料受潮結塊、塔內出現砂眼、閥門連接處發生微，都將成為空分分餾塔塔內冷損現象，而最為直觀的表現就是塔體保冷箱外側發生結霜現象。目前雖不能影響空分分餾塔的正常運行，但長期的泄露將會導致泄露孔隙增大，泄露量增大，導致冷量損失過多，空分無法保證正常液氧液面而被迫停車處理。

2 結霜原因分析

因本廠結霜部位是發生在空分塔保冷箱的基礎表面以上，而在空分塔保冷箱下部有多個液體排放管線和吹除管線，如下塔液空、上塔液氧、液氮排放管線，液空去上塔管線、過冷器進出口管線等等，因此，我們通過從冷箱內部結構圖、管道布置圖、近年來主冷箱內部基礎表面溫度變化趨勢、以及在空分液氧中碳氫化合物等含量偏高，進行排放液氧、液氮時，基礎表面溫度變化狀態等四方面分析，從而徹底排除了各個液體管泄露的可能性。當時，空分塔保冷箱內基礎溫度參數見表一：

表一 空分塔保冷箱基礎溫度參數表

雖然排除了液體管泄露的可能性，但是分餾塔內液氧排放管閥門于2012年11月，因閥門內漏，液氧液面持續下降，采取閥后加裝盲板運行。對主冷箱內部基礎表面溫度的影響也徹底排除，但這依然是空分裝置正常運行的安全隱患。

最后，我們將研究重點放在了過冷器或附近管道上，根據冷箱內平面布置圖，可發現，冷箱外壁結霜點依過冷器下部基礎呈對稱分布，在過冷器下部基礎南、北兩側，各有一條冷箱加溫氮氣，并且氮氣通入口和結霜位置與過冷器在一條南北貫穿直線上，加之在2011年8月至2012年5月，經過幾次空壓機晃電，在開車過程中注意到，每次停車以后，過冷器基礎表面溫度有回升趨勢，且停車時間越長，回溫速率越快，從而可以粗略確定為過冷器頂部或出口管道出現砂眼泄漏。

3 應對措施

針對以上問題，我們進行了深入的分析，討論，目前我們根據空分分餾塔工藝負荷情況以及塔低各基礎表面溫度波動，采取如下措施：

3.1 將液氧排放吹除空氣重新配管至通風管

為充分解決冷箱基礎內部通風管道內部結霜堵塞現象，利用停車檢修機會，在液氧排放空氣閥前增加DN25管線，并配管至四條通風口，將自然通風更改為強制通風，有效解決過冷器基礎表面溫度繼續下降趨勢。

3.2 根據結霜程度，分次調整密封污氮氣氣量

為能夠科學有效的減少泄露產生冷量在分餾塔保冷箱基礎表面的積聚，采取對分餾塔保冷箱密封氣分次調整，首先將氣體關至閥門開度50%，并消除主冷箱底部霜凍部位，觀察48小時，記錄霜凍面積，而后加大閥門開度，消除主冷箱霜凍部位，并繼續觀察48小時，經多試驗發現，在閥門開度為75%時，能夠有效控制霜凍部位的增加趨勢。

3.3 加強崗位巡檢，定期記錄溫度變化曲線

為正真、切實掌握塔內基礎表面溫度變化趨勢，要求車間技術人員每天定點核查基礎表面溫度變化，并對變化趨勢記錄，通過對溫度趨勢變化、塔內負荷調整等方面總結，正真掌握塔內泄露隨塔負荷、外界溫度、通風孔通風量的變化。

過冷器基礎表面溫度急劇下降直接影響空分裝置安全平穩運行，甚至會產生“砂爆”，雖然經車間人員的共同努力，有效掌握塔內變化狀態，保證分餾塔保冷箱安全，但既然已經發現存在泄露，監控只能作為暫時應對對策，及早解決漏點將是安全生產的必經之路。

石鈺龍（1988-），男，甘肅隴西人，助理工程師，研究方向：化工工藝操作。