大型空分冷箱內(nèi)泄漏危害及分析處理

張準(zhǔn) 吉星（河南龍宇煤化工股份有限公司，河南永城476600）

大型空分冷箱內(nèi)泄漏危害及分析處理

張準(zhǔn) 吉星（河南龍宇煤化工股份有限公司，河南永城476600）

空分冷箱內(nèi)設(shè)備、管線介質(zhì)都是低溫液體或低溫氣體，一旦發(fā)生泄漏，可能導(dǎo)致冷箱鼓包、變形、凍裂甚至發(fā)生噴砂事故；對(duì)于冷箱內(nèi)設(shè)備泄漏要及時(shí)制定檢修措施，分析泄漏原因并消除隱患。

空分冷箱；泄漏；危害；原因；措施

隨著制氧行業(yè)的發(fā)展，低耗、高效的大型空分裝置在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。空分冷箱也隨著越來(lái)越大，冷箱內(nèi)管道、設(shè)備多，長(zhǎng)期超低溫環(huán)境運(yùn)行，頻繁的應(yīng)力變化等因素導(dǎo)致冷箱內(nèi)設(shè)備泄露的現(xiàn)象越來(lái)越多，冷箱內(nèi)部泄露也成為制約空分裝置長(zhǎng)周期安全運(yùn)行的主要因素。

大型空分裝置一般采用液體內(nèi)壓縮流程及全精餾制氬，冷箱內(nèi)設(shè)備多，管道結(jié)構(gòu)復(fù)雜。高壓、低壓的空氣管線，經(jīng)過(guò)液體泵增壓的高壓液氧、液氮管線，中低壓的氮、氬、污氮?dú)夤芫€，分組排列體積很大的高、低壓板式換熱器以及高大的主分餾塔和精氬、粗氬塔。（圖1）

而這些裝置中介質(zhì)都是低溫液體或低溫氣體，為了減少冷損以及避免凍傷事故，主裝置全部裝在冷箱內(nèi)，并裝填珠光砂保保冷。冷箱內(nèi)管線或設(shè)備一旦發(fā)生泄漏，危害巨大。如果冷箱內(nèi)低溫管道斷裂、閥門泄漏等突發(fā)性的大的泄漏，可能會(huì)導(dǎo)致冷箱內(nèi)壓力急劇上漲，冷箱破裂，大量的珠光砂從冷箱裂口或呼吸閥口噴出造成砂爆事故。對(duì)于這種類型的泄漏我們只能采取緊急措施，立即停止裝置運(yùn)行，通過(guò)安全方式泄放掉冷箱內(nèi)裝置管線壓力，疏散人員到安全地方。待冷箱壓力恢復(fù)正常后組織扒砂檢修。

但大部分冷箱內(nèi)泄漏都是從微小的泄漏開(kāi)始，主要表現(xiàn)在1、冷箱填充氣壓力緩慢上漲，局部區(qū)域可能出現(xiàn)鼓包變形甚至開(kāi)裂。2、冷箱填充氣一般為污氮?dú)猓l(fā)生泄漏后，對(duì)冷箱填充氣進(jìn)行取樣分析可觀察到含氧量發(fā)生變化。3、由于內(nèi)部多為低溫工質(zhì)，發(fā)生泄漏會(huì)有局部冷箱結(jié)霜嚴(yán)重。

但即是冷箱內(nèi)設(shè)備、管線存在微小的泄漏如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)得到有效的處理也是危害巨大的：1、根據(jù)泄漏量大小，將會(huì)造成冷箱壓力升高甚至超壓鼓包或跑砂。由于冷箱內(nèi)部分管線、設(shè)備由冷箱壁承重，如果冷箱鼓包，有可能會(huì)造成該處管線、設(shè)備移位，從而引起更大的事故。2、如果泄露的是低溫液體或泄漏點(diǎn)離冷箱壁較近，有可能凍裂冷箱壁，造成跑砂事故，甚至造成冷箱垮塌。3、如果是氧介質(zhì)泄漏，遇明火會(huì)發(fā)生爆炸事故。4、停車后，如果裝置內(nèi)無(wú)壓力或?yàn)樨?fù)壓，有可能漏入珠光砂堵塞設(shè)備、管線，影響下次開(kāi)車。

冷箱內(nèi)部的泄漏大多分布在低溫液體閥門壓蓋及部分設(shè)備、管線本體。造成設(shè)備、管線泄漏主要有以下幾個(gè)方面原因：1、試車及運(yùn)行過(guò)程中頻繁的開(kāi)停車導(dǎo)致冷箱內(nèi)管線及閥門壓蓋泄露。2、安裝設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致管線支撐斷裂，管線受力不均，振動(dòng)。3、安裝位置不合理施工缺陷冷箱內(nèi)設(shè)備拉筋斷裂。4、制造及設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的設(shè)備本體泄露，多出現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)的板翅式換熱器。5、閥門壓蓋漏液或局部珠光砂填充不均導(dǎo)致冷箱板及鋼結(jié)構(gòu)斷裂。6、安裝施工過(guò)程把關(guān)不嚴(yán)導(dǎo)致部分引壓管松脫或接口斷裂。

對(duì)于冷箱內(nèi)設(shè)備、管道發(fā)生的泄漏要慎重對(duì)待，根據(jù)泄漏情況評(píng)估是否需要立即停車扒砂處理。針對(duì)造成冷箱泄漏的因素做出相對(duì)應(yīng)措施，并在日常運(yùn)行中完善安全管理及維護(hù)保養(yǎng)措施。1、在冷箱上不同高度裝設(shè)壓力計(jì)，隨時(shí)檢測(cè)不同位置壓力變化，并做記錄。2、定期對(duì)冷箱填充保護(hù)氣做氧含量分析，判斷冷箱內(nèi)是否有介質(zhì)成分變化。3、定期檢查冷箱壁是否有異常結(jié)霜、鼓包變形，并分析原因。4、利用檢修期間由相關(guān)閥門廠家對(duì)閥門填料函進(jìn)行更換壓緊，維護(hù)保養(yǎng)。5、在主要低溫閥外圍做一個(gè)閥箱，與大冷箱進(jìn)行隔離，以便以后閥門壓蓋發(fā)生泄漏，可以不進(jìn)行扒砂進(jìn)行處理。6、盡量減少開(kāi)停車次數(shù)，保持裝置穩(wěn)定運(yùn)行，工況負(fù)荷調(diào)整是緩慢平穩(wěn)，避免大幅工況波動(dòng)。7、對(duì)于斷裂的拉筋，應(yīng)予以修復(fù)，并適當(dāng)增加斜拉筋的長(zhǎng)度，改變傾斜角度。8、由于管道與管架之間的相對(duì)位移產(chǎn)生的摩擦，造成管道有輕微磨損，應(yīng)在管道相應(yīng)部位包覆聚四氟乙烯彈性帶。9、對(duì)設(shè)備、管道本體的漏點(diǎn)聯(lián)系廠家采取相應(yīng)的補(bǔ)焊措施。

空分裝置冷箱內(nèi)泄漏嚴(yán)重威脅空分裝置的安全運(yùn)行，要避免出現(xiàn)泄漏情況既要從設(shè)計(jì)、制造、安裝質(zhì)量、驗(yàn)收方面嚴(yán)格把關(guān)，還要求日常工藝操作平穩(wěn)，盡量避免大負(fù)荷調(diào)整工況及頻繁開(kāi)停車；嚴(yán)格控制工藝指標(biāo)，遵守操作規(guī)程，實(shí)現(xiàn)空分制冷裝置的安全運(yùn)行。

[1]《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50235－97.

[2]《制冷設(shè)備、空氣分離設(shè)備安裝及驗(yàn)收規(guī)范》GB50274-98.