一起空分裝置熱開機(jī)過程下塔超壓的分析、處理及預(yù)防

李南興，高永春

（廣西鋼鐵集團(tuán)有限公司氣體廠，廣西防城港 538001）

前言

柳鋼氣體公司28000 m3/h 制氧機(jī)組由開封空分公司設(shè)計(jì)、制造，采用分子篩凈化、增壓透平膨脹制冷、膨脹空氣進(jìn)下塔和全精餾制氬內(nèi)壓縮流程。工藝流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。

1 故障現(xiàn)象

某日，空分裝置在停車15 天后，接到調(diào)度指令開車。當(dāng)時(shí)，上塔主冷凝蒸發(fā)器的液面顯示為2350 mm，當(dāng)班操作人員看到冷凝蒸發(fā)器的液位顯示2350 mm，便把此次開機(jī)操作當(dāng)成熱開機(jī)來(lái)處理。最終在開機(jī)過程中，出現(xiàn)下塔超壓（高于空壓機(jī)排氣壓力）、分子篩后空氣溫度異常下降、中部溫度異常下降的現(xiàn)象。

28000 m3/h 機(jī)組人員接到調(diào)度開機(jī)指令后，按照操作規(guī)程正常啟動(dòng)，隨著送氣過程的進(jìn)行，主冷凝蒸發(fā)器液面持續(xù)降低，增壓機(jī)啟動(dòng)后，當(dāng)時(shí)V8 閥開度在50%（正常70%）、膨脹空氣量25000 m3/h（正常35000～48000 m3/h）、V1216 閥開度60%，工藝參數(shù)開始發(fā)生異常變化，下塔壓力達(dá)到0.545 MPa（空壓機(jī)排壓0.537 MPa）上塔壓力22 kPa，當(dāng)時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了下塔冷氣倒流的現(xiàn)象，下塔低溫空氣經(jīng)V1216、V1217 至增壓機(jī)進(jìn)口，增壓機(jī)已開始抽下塔低溫空氣，分子篩后進(jìn)塔空氣溫度瞬間由13.5 ℃下降至5.5 ℃、中部溫度由-115 ℃下降至-126 ℃，空壓機(jī)壓力0.537 MPa，下塔壓力0.545 MPa，上塔15 kPa。操作人員立即采取開下塔放空閥、開大V1、V2、V4節(jié)流閥，開大膨脹機(jī)回流，關(guān)小V8閥的操作，很快所有參數(shù)恢復(fù)正常。隨著開機(jī)過程的進(jìn)行，根據(jù)工藝要求需要關(guān)小V1、V2、V4 節(jié)流閥，由于操作幅度過大，很快下塔壓力又達(dá)到0.52 MPa，上塔16 kPa 上下波動(dòng)的異常現(xiàn)象，此過程中空壓機(jī)壓力也出現(xiàn)了大范圍波動(dòng)的異常現(xiàn)象。

圖1 工藝流程簡(jiǎn)圖

2 原因分析

在空分操作中發(fā)現(xiàn)下塔壓力超高（高于空壓機(jī)排壓），如果發(fā)現(xiàn)的時(shí)間或采取的措施不及時(shí)，將導(dǎo)致分子篩進(jìn)氣溫度繼續(xù)走低，很可能會(huì)造成分子篩后進(jìn)塔空氣碳鋼管爆裂的嚴(yán)重工藝操作事故，以致于影響整個(gè)空分裝置的生產(chǎn)，甚至?xí)斐扇藛T傷亡或設(shè)備損壞。通過分析，本次開車過程中導(dǎo)致工況異常的原因主要有：

（1）當(dāng)班人員看到主冷液位較高，誤把此次開機(jī)當(dāng)做熱開機(jī)處理。

（2）向下塔送氣速度過快。

（3）V8閥開度過大，膨脹機(jī)加量、升壓過快。

（4）主塔節(jié)流閥V1、V2、V4 開度過小、操作幅度過大。

3 處理過程

發(fā)現(xiàn)分子篩進(jìn)氣溫度、中部溫度開始下降后立即采取以下操作：

（1）打開下塔放空閥。

（2）適當(dāng)開大V1、V2、V4 節(jié)流閥，操作幅度不要過急過大。

（3）開大膨脹機(jī)回流，關(guān)小V8閥。

采取以上操作后，下塔壓力恢復(fù)正常，空壓機(jī)壓力恢復(fù)正常，分子篩后進(jìn)塔空氣溫度、中部溫度恢復(fù)正常。

4 預(yù)防措施

（1）操作人員應(yīng)注意不能只根據(jù)主冷液位高低判斷是否為冷開機(jī)或熱開機(jī)，應(yīng)該根據(jù)主冷液位下降的速度、進(jìn)塔空氣溫度、進(jìn)塔空氣量等參數(shù)的變化來(lái)判斷是否為冷熱開機(jī)。

（2）下塔送氣閥的操作不能過快、過大。開機(jī)初期過程中，由于進(jìn)塔空氣溫度比較高，塔內(nèi)蒸發(fā)量比較大，V1216、V8以及膨脹空氣量要根據(jù)下塔壓力循序漸進(jìn)操作，不能操之過急，特別是V8 閥開度不能過大防止下塔壓力超高。

（3）節(jié)流閥操作要及時(shí)，要與下塔壓力的升高同步操作。開機(jī)過程中，主塔節(jié)流閥要根據(jù)下塔壓力的升高逐漸開大，及時(shí)將下塔壓力導(dǎo)入上塔，避免出現(xiàn)下塔壓力高而上塔壓力偏低的情況。

（4）液體節(jié)流閥節(jié)流閥的操作幅度不能過大。液體節(jié)流閥的每輪次操作應(yīng)在5%以內(nèi)，再根據(jù)工藝參數(shù)變化情況循序漸進(jìn)的調(diào)節(jié)，避免大幅度操作液體節(jié)流閥。

5 結(jié)束語(yǔ)

空分裝置的操作不能簡(jiǎn)單地復(fù)制，不能認(rèn)為上次是這樣操作，而且結(jié)果很成功，下一次的操作就可以完全復(fù)制上一次的操作。應(yīng)該仔細(xì)觀察各個(gè)參數(shù)的變化情況，而做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。另外空分裝置的操作主要遵循一個(gè)“穩(wěn)”字，所以對(duì)任何空分設(shè)備、閥門的操作都應(yīng)該遵循反應(yīng)快、幅度小、細(xì)觀察的原則。