空分壓縮機組緊急停車處理淺析

郝鵬飛 盧志鵬

【摘 ?要】本文介紹了伊犁新天煤化工有限責任公司空分車間在壓縮機組試車及管道吹掃期間，由于壓縮機組潤滑油站電加熱器故障使0.4KV母線失電，從而引起儀表氣中斷和熱井液位高，導致操作人員對壓縮機組進行緊急停車。本文主要對此次故障的原因和處理過程進行了詳細的講解，同時對于類似故障，壓縮機組是否應該緊急停車處理進行了系統的探討，給出了操作和處理經驗。

【關鍵詞】壓縮機組;熱井液位高;緊急停車;處理經驗;

引言

空分車間主要負責為全廠提供高壓氧氣、中壓氮氣、低壓氮氣、裝置空氣、儀表空氣的任務，同時也生產一些副產品液氮。伊犁新天煤化工有限責任公司空分車間目前有三套KDON51000/26000空分裝置;一個儀表空壓站，其中包括三臺螺桿式儀表空壓機;一個液氮后備系統，其中包括兩臺離心式液氮泵及水浴式、空浴式汽化器;空分分離裝置主要是由杭氧廠家提供，空壓機及增壓機由陜鼓廠家提供，汽輪機由杭汽廠家提供。

一、故障發生時的現場運行方式

（一）設備運行方面

空分車間在9月28日19：00時，儀表空壓站三臺儀表空壓機運行正常，管網壓力0.62MPa;A套汽輪機運行正常，轉速4390rpm，1#冷凝水泵運行正常，2#冷凝水泵處于備用狀態，現場轉換開關均處于遠程位置;油系統2#油泵運行正常，1#油泵及事故油泵都處于備用狀態，各油泵現場轉換開關均處于遠程位置;預冷系統及分子篩純化系統運行正常。

（二）產品供應方面

由于目前空分車間正處于試車階段，空分壓縮機組管線正在吹掃，從增壓機中抽儀表氣管線不具備外供儀表氣條件，所以目前全廠儀表氣由空壓站儀表空壓機供給。

二、故障經過及處理過程

（一）故障經過

9月28日19：54分空分車間工藝操作人員發現1#冷凝水泵、預冷系統1#冷凍水泵、1#冷卻水泵三臺泵同時跳停，19：55分發現2#冷凝水泵沒有自啟，中控手動啟動2#冷凝水泵，但是2#冷凝泵沒有啟動成功，同時現場人員發現儀表空壓機跳停并通知調度，待電路正常后恢復儀表空壓機運行。19：56分現場手動啟動2#冷凝泵成功同時，發現1#冷凝泵斷電。19：57分操作人員發現凝汽器熱井液位滿量程，同時儀表氣管網壓力快速下降，儀表空壓機仍未恢復正常運行，操作人員中控緊急停車，現場破壞真空。

（二）處理過程

經電氣人員檢查確認9月28日19時53分空分裝置0.4KV 2#進線跳閘，0.4KV快切閉鎖，0.4KV Ⅱ段母線失電，1#、2#、3#儀表空壓機風扇電機、1#冷凝水泵、預冷系統1#冷凍水泵、1#冷卻水泵失電跳停，三臺儀表空壓機跳停（儀表空壓機出口溫度聯鎖）。進線短路器顯示lg500A、la800A、lb800A、lc1600A，初步判定為單相接地，根據保護動作參數查找0.4KV Ⅱ段母線上負荷情況，基本認定為C套油站電加熱器故障，拆線后測得C相絕緣為0兆歐，確認C套油站電加熱器故障引起空分裝置0.4KV 2#進線斷路器接地保護跳閘。處理完畢后初步檢查0.4KV Ⅱ段母線無故障后于9月28日20時20分對空分裝置0.4KV 2#母線送電成功。儀表空壓機等依次恢復正常運行。

三、此次故障暴露的問題及處理

（一）產品質量不過關

壓縮機組潤滑油站電加熱器質量不過關，間斷使用不到一年電加熱器就在運行的過程中套管損壞導致電氣線路短路，從而使電氣母線跳閘導致大機組停車，針對這個問題使我們看到在關鍵設備采購中一定要把好質量關。

（二）電氣運行方式不合理

空分裝置10KV儀表空壓機A、C接于空分10KVⅠ段母線，儀表空壓機B接于空分10KV Ⅱ段母線，而0.4KV儀表空壓機風扇和微熱再生干燥機全部接于0.4KV Ⅱ段母線，當由于各種原因引起0.4KV Ⅱ段母線失電時，10KV儀表空壓機均跳車，在全廠儀表空氣均由空分裝置儀表空壓機供氣階段可能會引起使用儀表空氣的裝置跳車。對于0.4KV儀表空壓機風扇及微熱再生干燥機電源接線問題協調外包施工單位進行了修正。

（三）操作人員應對緊急情況操作能力不足

工藝操作人員在處理整個停車過程中誤操作兩次停1#冷凝泵（此時1#冷凝泵斷電停運），2#冷凝泵在現場轉換開關未打到“就地”的情況下誤操作一次停泵指令，停2#冷凝泵的操作本身對本次停車沒有大的影響，但耽擱了調整熱井液位的最佳時間段。對于操作人員操作能力不足的問題，平時一定要加強實戰性工藝培訓，加強應急裝置預案的演練。

四、對于故障處理中是否應該緊急停車給出的建議

（一）儀表氣壓力中斷對空分裝置的影響

如果在壓縮機組正常運行時儀表氣突然中斷，空壓機防喘放空閥全開，增壓機防喘回流閥、放空閥全開，壓縮機組卸載運行。儀表氣作為壓縮機密封氣，在正常運行時，空壓機、增壓機不需要外供密封氣，自密封就可以達到機組運行要求。所以即便在壓縮機組正常運行時儀表氣源突然中斷對于壓縮機機組而言沒有太大影響，而分離裝置由于沒有原料氣和儀表氣則必須停車。

（二）熱井液位高對壓縮機組運行的影響

凝汽器熱井液位高會影響凝汽器的換熱效果。熱井液位超出液位計的量程導致無法檢測液位的實際高度，此時按緊急停車處理是否合理？

根據前期做凝汽器灌水試驗時的數據，凝汽器殼程灌滿水約16t，加上喉頸容積當冷凝液在20t時就可能淹沒轉子。當然在汽輪機系統正常運行時冷凝液淹沒轉子的幾率幾乎為零，因為熱井液位升高到一定程度時，冷凝水淹沒凝汽器換熱列管，減少了凝汽器循環冷卻水與汽輪機乏汽的熱交換面積，從而導致乏汽冷凝量減少，而蒸汽射汽抽氣器的抽氣量是一定的，故而會破壞凝汽器的真空壓力，而真空壓力設有報警值-0.053MPa，聯鎖值-0.03MPa，若真空壓力升高到-0.03MPa時機組聯鎖停車。汽輪機正常運行（未抽取中蒸汽）時消耗高壓蒸汽約120t/h，即2t/min，而射汽抽氣器的抽氣口設在凝汽器下部約五分之二的位置，當冷凝液達到此位置時約為6.4t水，即約3.2min冷凝液就可淹沒射汽抽氣器的抽氣口，這時汽輪機真空壓力已經超過聯鎖值而停車。

（四）對于面對類似故障給與的建議

1.在熱井液位滿量程無法讀取熱井液位時可參照真空壓力，在真空壓力無明顯升高，雙泵無法同時運行降低液位時，采取措施短時間內恢復故障泵的正常運行，同時降低壓縮機組負荷，從而減少蒸汽量達到減少冷凝水量。

2.在熱井液位滿量程無法讀取熱井液位，同時真空壓力急劇升高（真空壓力設有報警點-0.053MPa，聯鎖點-0.03MPa，若真空壓力升高到-0.03MPa時機組聯鎖停車），通過降低壓縮機組負荷已經不能保證機組的安全運行時，按緊急停車處理或待真空壓力聯鎖停機處理。

結束語

在化工生產過程中，一次大機組的開停車消耗成本巨大，減少不必要的大機組設備啟?？蔀楣竟澕s大量的經濟損失。所以，大機組設備在安裝過程中要確保各個關鍵零部件的質量完好，設備在運行過程中要多注重操作人員的應急演練培訓，同時電氣線路、儀控聯鎖邏輯等，在設計過程中要考慮全面，顧全安全大局，這樣才可保障生產設備長周期的安全平穩運行。

參考文獻：

[1]李化治.制氧技術.冶金工業出版社，2009.

[2]余劍鋒.大型空分設備設計及安裝質量控制[J].石油工業技術監督，2018（3）.

（作者單位：伊犁新天煤化工有限責任公司）