深冷空分塔故障與維修

彭文莉

（陜西天宏硅材料有限責(zé)任公司 陜西咸陽）

一、設(shè)備概況及故障情況

空冷塔型號KDN1500/120Y，產(chǎn)氣量1500 m3/h，液氮產(chǎn)量為120 L/h。2009年3月調(diào)試合格后投入生產(chǎn)。運行近4年時間，連續(xù)穩(wěn)定為全廠各單元提供高純度氮氣，2012年12月設(shè)備運行過程中，制氮站設(shè)備操作人員發(fā)現(xiàn)塔冷箱表面出現(xiàn)多處結(jié)霜現(xiàn)象，主要分布在塔泄砂孔法蘭表面、氣動電磁閥根部、儀表柜西側(cè)接縫、冷箱外壁上部共4處，見圖1。

圖1 空分塔局部結(jié)霜情況

二、原因分析

針對結(jié)霜現(xiàn)象，分別對各處結(jié)霜點進(jìn)行檢查，通過對冷箱頂部檢查，發(fā)現(xiàn)冷箱上部結(jié)霜是由于設(shè)備長時間運行，冷箱內(nèi)部珠光砂下沉，失去隔冷層而導(dǎo)致頂部出現(xiàn)空隙后在設(shè)備表面吸熱而結(jié)霜。其他3處，由于未打開設(shè)備，初步判斷是由塔內(nèi)管路泄漏，導(dǎo)致冷量損失過多，最大可能是膨脹機(jī)進(jìn)口法蘭處漏出的冷氣，使得周圍的珠光砂吸濕，影響了保溫效果，導(dǎo)致塔內(nèi)冷量與外界熱交換，從而產(chǎn)生結(jié)霜現(xiàn)象。需打開空分塔后進(jìn)一步查找證實，對此，做詳細(xì)維修方案。

三、開展維修

由于空分塔內(nèi)的所有設(shè)備和管路都在冷箱里邊，而冷箱內(nèi)部的空隙全都由珠光砂填滿，要找出漏點是一項繁雜而龐大的工程，必須先把冷箱內(nèi)部的珠光砂全部扒出后才能進(jìn)行檢漏工作。

1.裝置加溫、靜置、扒砂

在確保了安全性和檢修材料準(zhǔn)備齊全的情況下，開始對該裝置進(jìn)行扒砂。首先對空分塔加溫吹除，確保塔內(nèi)珠光砂無結(jié)塊并變?yōu)樗绍洜顟B(tài)，防止扒砂過程中頂部結(jié)塊的珠光砂突然落下砸壞塔內(nèi)精細(xì)管道和儀表，打開膨脹機(jī)出口閥和加溫閥，關(guān)閉膨脹機(jī)進(jìn)口閥和吹除閥，進(jìn)行加溫，塔內(nèi)溫度逐漸上升為6℃，同時為了縮短時間，人工對塔頂結(jié)塊較大的珠光砂進(jìn)行破碎并搬出。然后進(jìn)行扒砂工作，對塔內(nèi)珠光砂清理干凈。

2.維修

（1）初步對塔內(nèi)進(jìn)行打壓、檢漏。在檢漏過程中，發(fā)現(xiàn)膨脹機(jī)進(jìn)口法蘭片上部有氣體漏出（圖2），其余管道未發(fā)現(xiàn)有漏氣現(xiàn)象。通知儀表人員，對塔內(nèi)所有的鉑熱電阻和差壓變送器進(jìn)行校驗。

圖2 膨脹機(jī)進(jìn)口法蘭處

（2）對開車旁通閥的進(jìn)出口管道進(jìn)行改動并重新焊接，解決跑冷問題。檢查2臺膨脹機(jī)進(jìn)口處法蘭的密封面有無損壞，并更換墊片。對塔內(nèi)所有管道包括法蘭處進(jìn)行多次打壓、檢漏，重新焊接的地方發(fā)現(xiàn)有漏點并進(jìn)行修復(fù)，其他位置未發(fā)現(xiàn)漏點。

（3）對冷箱氣動閥門內(nèi)的保溫材料進(jìn)行更換，避免閥門根部結(jié)霜現(xiàn)象。對冷箱內(nèi)精餾塔4個方向進(jìn)行垂直度檢測，差值0.5～1.5 mm，屬正常范圍。對裝置進(jìn)行裸冷，并再次分兩組人員進(jìn)行檢漏，未發(fā)現(xiàn)漏點。

3.回裝

將新購的珠光砂裝入塔內(nèi)。在裝砂前，可檢測廢舊的珠光砂含水率，結(jié)果為45%（正常含水率標(biāo)準(zhǔn)為0.5%～1%），超出合格范圍，不能重復(fù)利用。將吊裝珠光砂所需的工具安裝到位。對新到的珠光砂檢測含水率，結(jié)果為0.09%。對冷箱周圍有縫隙的地方用玻璃膠進(jìn)行密封，以防止跑冷。對塔內(nèi)所有螺栓進(jìn)行緊固。

4.試運行

對設(shè)備進(jìn)行加溫吹掃，直至露點達(dá)到-70℃。4月7日上午開車，一直連續(xù)運行到4月19日，經(jīng)測試，設(shè)備運轉(zhuǎn)良好，氮氣各項指標(biāo)正常，冷箱周圍未發(fā)現(xiàn)此前的結(jié)霜現(xiàn)象。并且在開車過程中，塔底積液時間比檢修前減少2～3 h，調(diào)純時間縮短，電損耗降低。

四、總結(jié)

在購買珠光砂時，一定要去廠家驗貨，驗貨合格后才能裝運。否則保溫效果差的話，必須重裝，延誤生產(chǎn)。裝填珠光砂時，選用卷揚機(jī)吊裝方案，既減少了員工的工作強度，又提高了裝填效率，還有就是在塔頂選擇安裝支架的位置要適合安裝，并焊接加固牢靠。

通過對漏點位置分析，得出冷箱下部結(jié)霜的主要原因，而對于膨脹機(jī)進(jìn)口處法蘭漏氣的原因，主要是在安裝調(diào)試過程中，配對螺栓沒有擰緊，導(dǎo)致法蘭面受力不均勻，雖然調(diào)試過程中沒有發(fā)現(xiàn)漏點，但隨著裝置長時間運行，該處墊片由于受力的關(guān)系，墊片被壓壞，氣體順著墊片壞的部位跑出，在帶著周圍珠光砂旋轉(zhuǎn)，時間久了，將法蘭沖出一個凹槽，形成漏點。另外，檢修工作之前充分分析故障原因，合理制定檢修方案，確保檢修工作有序進(jìn)行。