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  粗氩塔堵塞引起上塔液悬的操作调整与排除 柴敬尧 (鞍山宝得钢铁有限公司制氧厂,辽宁省鞍山市西环路288号 114016) 摘要 :6500m /h空分设备粗氩塔氩固化导致粗氩 Ⅱ塔填料下部被全部堵塞,上塔液悬,氧 产品纯度下降,氧压机被迫停止外送氧气。通过调整主塔和粗氩塔的操作工况,未能排除故障。 制氩系统停运,采用仪表空气对粗氩 Ⅱ塔进行反吹处理后,制氩系统和整套空分设备的工况恢复 正常。介绍故障经过和操作调整方法,阐述原因分析过程和故障排除方法。 关键词:空分设备 ;上塔 ;液悬;粗氩塔 ;氩 固化 中图分类号:TQ116.11 文献标识码 :B Operationadjustmentforliquidsuspensionofuppertowerresulted from blockingofcrudeargontowerandthecorrection CaiJingyao (OxygenGenerationFactory,AnshanBaodeIron&SteelCo.,Ltd.,288XihuanRoad,Anshan114016, Liaoning. R.China) Abstract:Incrudeargon towerof6500m /h airseparation plant,theargon solidifyingresultsin thecomplete blockingoftheportion below thepackingofcurdeargon towerII,the liquid suspension in uppertower,the decreasedpurityofoxygen product,andtheforced stoppingoutwardsoxygensupplyby oxygen compressor.The saidtroubleisyetnoteliminatedthroughadjustmentoftheoperationconditionofboththemaintowel-andthecurde argontower.Aftershutdownofargonmakingsystem,thecrudeargontowerIIisbackwardsblownwithinsturment air,andthenthe condition oftheargonmaking system and theentireairseparationplantisrecoverednorma1. Here,thetroublecourseandoperationadjustmentmethodarebfie~d,andthecauseanalysisprocessand troubleshootingmethodaredescribed. Keywords:Airseparationplant;Uppertower;Liquidsuspension;Curdeargontower;Argon solidifying 鞍山宝得钢铁有限公司26500m /h空分设备 现象,氧气纯度下降,氧压机被迫停止外送氧气。 由杭氧设计、制造 ,采用分子筛吸附净化、增压透 1 故障经过 平膨胀机制冷、膨胀空气进上塔 、全精馏制氩外压 2013年4月23日02:15,26500m /h空分 缩流程。2007年 6月投产,氧、氮、氩产量和纯 设备粗氩 Ⅱ塔下部液位、循环粗氩泵出口回流阀 度均达到或超过了合同指标,运行状态一直 良好。 V703开度及液氩去粗氩 I塔阀V713开度突然开始 但 2013年4月 23日,正常运行的空分设备粗氩塔 异常波动;04:05粗氩 I塔粗氩 中氧含量 AI702 突然发生故障,粗氩中氧含量上升,上塔出现液悬 由正常的0.5%0:迅速上升至满量程 (5%O); 收稿 日期 :2014-05431 作者简介:柴敬尧 ,女 ,1966年生,工程师 ,1989年毕业于鞍山钢铁学院冶金机械专业 ,现为鞍山宝得钢铁有限公司 制氧厂厂长 ,从事工艺、设备 、生产管理工作。 · 7 · 05:30切除精氩塔,打开粗氩放空阀V712,将流 荷,阻力PdI702又逐渐恢复到5kPa左右,氧含量 量控制在 180m /h左右;氧气纯度略有下降。将 AI702也重新开始下降。 V713阀由自动状态改为手动控制,以避免因其波 20:08阻力PdI702突然上升到满量程 20kPa, 动,氩回流液大量返回主冷,影响氧气纯度。主塔 V712阀没有流量,立即关闭;上塔阻力 PdI2也上 工况稳定,氧气纯度开始上升,粗氩中氧含量逐渐 升到满量程 10kPa,且开始波动,主冷液位随之波 下降。 动,氧气纯度大幅波动,出现液悬现象。22:12 13:03粗氩 Ⅱ塔 阻力 Pd1702由正常 的5kPa 被迫打开氧压机出口放空阀,停止外送氧气,循环 突然上升到 10kPa左右,氧含量 AI702也迅速增 空转。此时氮气中氧含量为0.1×10I¨,合格。 高,持续几分钟后,阻力 PdI702和氧含量 M702 2%500m /h空分设备低温系统工艺流程如图 开始下降;13:09阻力 PdI702又一次突然升高到 1所示 12.8kPa,稍关液空去粗氩冷凝器 阀VT01,减小负 图1 2*6500m。/h空分设备低温系统工艺流程简图 首先调整下塔液空纯度,由于氮气纯度合格, 2 调整操作 因此尽量开大V3阀,提高液空纯度,使其保持在 36%0,~38%O 之间;开大液氮取出阀V8,将 2.1 主塔工况调整 多余的液氮送人贮槽,减少去上塔的液氮量,避免 由于生产任务紧迫,立即启动液氧后备汽化系 因精氩塔切除而使上塔精馏段回流比改变。同时, 统,保证供氧压力稳定,勉强维持公司生产。为了 空压机减负荷运行,稍关 V11阀,降低下塔压力, 尽快恢复氧气纯度,必须消除上塔液悬故障,稳定 使主冷传热温差减小,热负荷减少,主冷中液氧蒸 主塔工况 。 发量减小,上塔的上升气速减小,压差减小。通过 而粗氩冷凝器中作为冷源的液空温度一般为88K。 以上调整,上塔工况趋于稳定,阻力开始下降,氧 在氩塔实际运行过程 中,粗氩冷凝器发生氩 固化, 气纯度慢慢上升。4月 24 日01:37,氧气纯度达 是由于操作不当,使液空温度过低 ,冷凝器温差增 到99.6%,氧压机恢 复送氧,氧气产量控制在 大,在冷凝器表面有氩固化。液空回流温度 ,当天 5000m /h左右,上塔液悬故障解除。 记录为82~84K,因此判断粗氩冷凝器发生氩固 2.2 粗氩塔工况调整 化的可能性较大。 粗氩冷凝器液空液位上升,液空 回流温度 3.3 粗氩 II塔氩固化原 因 84K,稍开液空回上塔阀V704至两圈,将温度较 2013年以前主塔、氩塔生产均很稳定,粗氩 低的液空慢慢送回上塔,降低粗氩冷凝器的液空液 冷凝器液空回流温度 TI701为 88K。进入 2013年 位;粗氩 Ⅱ塔阻力仍然是满量程 (20kPa),V703 以来,空分设备多次开、停车,粗氩冷凝器液空回 阀 (自动状态)全开,V713阀关闭,粗氩 Ⅱ塔底 流温度降低到84~85K,接近氩固化温度,但氩 部液位不变,循环粗氩泵处于循环状态,氩馏分不 塔仍保持稳定运行,大家都 以为是温度计有误差。 能进入粗氩冷凝器被冷凝 ,持续数小时未见好转 。 故障当天该温度计指示值在 82~84K之间,也没 有引起足够重视,还是认为温度计不准确。堵塞故 分析认为粗氩 Ⅱ塔填料 已严重堵塞。07:22停运 障发生初期,没有意识到发生了氩固化,是因为通 循环粗氩泵,关闭V701阀,全开 V704阀,切除 常氩固化后的症状是冷凝器通道堵塞,冷凝量减 粗氩塔,主塔在氩塔不投运的情况下维持低负荷 少,阻力降低,严重时阻力为0。这与实际阻力是 生产。 满量程 (20kPa)不符。 3 原因分析 故障发生当天,粗氩冷凝器温度时而低于氩固 确认 V713、V703阀正常,排除因V713阀和 化温度 ,氩在粗氩冷凝器表面产生固化;时而高于 V703阀开关失灵造成粗氩塔液位波动的可能;打 氩固化温度 ,固化的氩颗粒就脱落到填料上,造成 开并检查粗氩 Ⅱ塔顶部氩侧压力 PI701信号管、分 粗氩塔液体回流不畅,引起粗氩 Ⅱ塔阻力与液位波 析管AE705和AE710,为负压;打开阻力 PdI702 动。随着温度的忽高忽低变化,固态氩在填料上逐 负压管、分析管AE711,为负压。由此判断粗氩 Ⅱ 渐积累并随之下流,最终粗氩 Ⅱ塔填料下部被全部 塔堵塞部位在填料下部,且已全部堵住 。造成填料 堵塞。 堵塞的原因可能是冰粒,也可能是氩固化颗粒。 4 故障解除 3.1 粗氩 II塔填料冰堵 彻底切除粗氩塔后,将粗氩塔下部的液体通过 2013年初,因公司电网多次停电,空分设备 V755阀全部排掉,卸掉止逆阀V771的阀头,用干 多次开、停车,如果V712阀不关或关闭不严,外 燥仪表空气通过V712阀对粗氩 Ⅱ塔进行反吹,24 界空气被吸入,空气中的水蒸气被冻结在粗氩冷凝 器通道上,制氩系统投入运行后,冰粒可能会随液 日12:13,填料上固化的氩逐渐融化成液体全部 流下来,液位微涨,然后排掉,粗氩 Ⅱ塔阻力回到 氩经回流管道到达粗氩 Ⅱ塔上部,堵塞冷凝器通道 0,顶部压力也恢复正常,停止反吹仪表气,将卸 或填料上部。但每次意外停车时,都是首先关闭 下的止逆阀阀头恢复,然后利用上塔的气体对粗氩 V712、V701阀,全开 V704阀,其他依次按操作 塔进行吹除,通过V7l2阀放掉气体,控制排放量 规程正常停运制氩系统。停车后粗氩 Ⅱ塔 内始终保 在 150m /h。 持正压,如果有短时间负压,湿空气被吸人粗氩 Ⅱ 塔,在投运制氩系统后工况会异常,氩产量和纯度 15:30投运粗氩塔,开始打开V701阀并逐渐 无法保证。而实际产量和纯度均达标达产,因此排 开大,粗氩 Ⅱ塔阻力逐渐增大,底部液位也逐渐升 除粗氩 Ⅱ塔填料冰堵的可能。 高,16:22启动循环粗氩泵,随着氩塔工况的逐 3.2 粗氩 Il塔氩固化颗粒堵塞 步稳定 ,逐渐增加进塔空气量,19:10空压机导 粗氩冷凝器中的粗氩中氩含量为99.6%,工 叶全开,空气量增加到工艺要求,氧气产量增大到 作压力为0.024MPa,其对应的凝固温度为84K, 7200m /h。25Et22:45,粗氩中氧含量AI704降 · 9 · 到2×10 以下,投运精氩塔,恢复氩气生产。 定值从原来的15kPa提高到 17kPa,以提高粗氩冷 5 防范措施 凝器液空侧压力,即提高液空温度。 (3)下塔液空纯度一定要控制在 36%O ~ 为了防止氩气在粗氩冷凝器表面发生固化事 故,采取了以下防范措施 : 38%O之间,最好按上限控制,以提高粗氩冷凝 器液空节流后的温度 。 (1)空分设备停车后 V704阀全开,使液空全 部返 回上塔;开车后投运粗氩塔时,渐开 V701阀 后来的空分设备停、开车过程中,将液空回液 温度 TI701从原来的83~84K提高到88K,完全 后,液空回流温度TI701的指示值一般为85K左 脱离了氩固化的温度区域范围,再没有发生粗氩塔 右,此时保持V704阀全开状态,用温度较高的液 氩固化故障。 空加热冷凝器,待 TI701温度升至 88K左右时, 全关V704阀,以防止投运粗氩塔初期,液空温度 参考文献: 低,氩馏分量较少,氩在冷凝器表面发生固化。 [1]汤学忠,顾福 民.新编制氧工问答 [M].北京:冶 (2)提高上塔压力,将上塔压力PIC104的设 金工、出版社 ,2003. ※ ※ ※ 第四届中国国际LNG大会及产业博览会在北京举行 2014年9月 1日至 3日,第四届中国国际LNG大会及 范工程 ,该项 目的成功投运标志着中国自主的液化技术和 产业博览会在北京召开,来 自国内外专家学者近千人齐聚 配套设备已达到新的高度。 中国国家会议 中心,共 同探讨 LNG产业发展趋势。据 除了接收与管道运输,航运是 LNG发展的重要一环。 “LNGCHINA”专家委员会预测:到2020年,中国LNG产 LNG运输船是造船业公认的技术含量、附加值最高、难度 业规模是 2013年的4~5倍,未来 10年中国LNG工业将 最大的货轮,只有美 国、日本 、韩 国和欧洲的少数几个国 迎来发展黄金期。 家的造船厂能建造,LNC远洋船的建造被誉为造船业 “皇 近年来,我国LNG行业发展迅速 ,截至 目前 ,中国 冠上的明珠”。中国目前是世界第三大造船国,中国船舶 LNG汽车、LNG动力船舶、LNG车船加注站的数量均居世 工业集团将在本届 LNG产业博览会上展出建造LNG船舶 界第一,中国在LNG交通能源的探索已成为相关国家重要 的技术成果,掌握的 LNG船舶建造技术为 LNG “国货国 的研究案例。本届大会将以 “改革创新和技术进步推动产 运”战略提供了支撑 ,更是从侧面反映了中国造船技术的 业发展”为主题,引领行业分析价格改革 、安全管理、重 发展水平。 点企业LNG业务布局等对产业发展的影响,研讨工程技术 LNG利用市场在中国的快速发展,为中国LNG应用技 创新、BOG 回收 、提高非常规气 的商 品化率、中小型 术和装备的发展提供了广阔的空间,也为国内石油装备制 FLNG技术、LNG车船技术和城市燃气调峰等前沿技术 ,澳门银河网上娱乐 造企业带来更多的挑战和机遇。此次博览会上 ,展 出的新 近 100位演讲嘉宾分享他们对行业发展的见解 ,近 1000位 产品和新技术全面反映这些明显的变化。 代表出席大会,为中国LNG发展搭建交流与合作的平台。 从更深的层面来看,依靠政府引导、市场主导而形成 在此次与大会同期举办的 “2014中国 (北京)国际 的中国LNG工业虽然规模上还不够大 ,但其能快速成长为 LNG产业博览会”上,展出了中国第一座百万吨级液化厂 一 个工业也反映了中国经济转型的特点之一。业内专家认 — — 武汉黄冈500万 m’/dLNG项 目的建设成果 ,这也是 为,在中国LNG产业 向纵深发展的关键时刻,在 改革创 该项 目成功投运后首次大规模面向国内外展示。作为 新、技术进步、平衡上中下游利益诉求等方面如能快速突 2014年中国LNG工业的一个标志性工程和设备国产化的示 破,中国LNG产业将在经济转型中发挥更重要的作用。 · l0 ·

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