40000m3/h制氧機(jī)組的幾點(diǎn)改進(jìn)及效果

侯成濤，楊兆亮

（濟(jì)南鮑德氣體有限公司，山東濟(jì)南 250101）

1 前言

40000m3/h制氧機(jī)是由林德公司設(shè)計(jì)制造的內(nèi)壓縮機(jī)流程制氧機(jī)，2006年8月份投產(chǎn)，現(xiàn)為濟(jì)南鮑德氣體公司主力生產(chǎn)機(jī)組,其運(yùn)行的可靠、穩(wěn)定直接關(guān)系著煉鐵、煉鋼、軋鋼的安全及連續(xù)性生產(chǎn)。投產(chǎn)以來，受生產(chǎn)環(huán)境、供水溫度等因素影響，空壓機(jī)、增壓機(jī)、膨脹機(jī)在夏季時(shí)出現(xiàn)油溫高報(bào)警，嚴(yán)重威脅了制氧機(jī)組的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)供應(yīng)。我公司結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，逐步開展了空壓機(jī)、增壓機(jī)、膨脹機(jī)油路系統(tǒng)改進(jìn)；膨脹機(jī)增壓端、液氧泵冷箱增設(shè)密封氣的改進(jìn)，有效地延長(zhǎng)了制氧機(jī)的運(yùn)行周期，確保了制氧機(jī)組長(zhǎng)期安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。40000m3/h制氧機(jī)組工藝流程圖，詳見圖1。

圖140000m3/h制氧機(jī)組工藝流程圖

2 技術(shù)改進(jìn)及效果

2.1 潤(rùn)滑油系統(tǒng)的改進(jìn)及效果

40000m3/h制氧機(jī)的空壓機(jī)、增壓機(jī)、膨脹機(jī)均為單油冷卻系統(tǒng)。夏季，濟(jì)南的最高氣溫達(dá)到43℃左右且空氣濕度大，冷卻循環(huán)水溫度最高時(shí)到達(dá)32℃。空壓機(jī)、增壓機(jī)、膨脹機(jī)（以下簡(jiǎn)稱機(jī)組）的潤(rùn)滑油溫度受環(huán)境溫度、循環(huán)水溫等因素的影響，屢次出現(xiàn)油溫高報(bào)警，有時(shí)甚至達(dá)到聯(lián)鎖停車值（提前已將油溫聯(lián)鎖解除），嚴(yán)重威脅了機(jī)組的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。機(jī)組報(bào)警及聯(lián)鎖值，詳見表1。

表1 機(jī)組報(bào)警及聯(lián)鎖值

針對(duì)上述問題，我們根據(jù)空壓機(jī)、增壓機(jī)、膨脹機(jī)的潤(rùn)滑油路系統(tǒng)特點(diǎn)，并結(jié)合以往對(duì)其他設(shè)備的技術(shù)改造經(jīng)驗(yàn)，決定將機(jī)組單油冷卻系統(tǒng)改造為雙油冷卻系統(tǒng)。改造后有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：

（1）增大潤(rùn)滑油路系統(tǒng)換熱面積，確保機(jī)組安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

（2）實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油路系統(tǒng)“單、雙冷卻器”在線切換，以便在正常運(yùn)行的條件下，實(shí)現(xiàn)油冷卻器的在線清洗及更換工作。改造后的單、雙潤(rùn)滑油系統(tǒng)局部比對(duì)流程圖，詳見圖2。

潤(rùn)滑油路系統(tǒng)改造后，通過長(zhǎng)期運(yùn)行監(jiān)測(cè)該油路系統(tǒng)冷卻效果顯著提高并可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)清洗冷卻器，有效消除了設(shè)備隱患確保了機(jī)組的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

圖2 油路系統(tǒng)改造前后對(duì)比圖

與此同時(shí)，為了避免循環(huán)水中的雜質(zhì)造成冷卻器管束堵塞，導(dǎo)致冷卻器使用周期大大縮短，我公司利用系統(tǒng)檢修機(jī)會(huì)在冷卻器進(jìn)水管道加裝管道Y型水過濾器，并對(duì)Y型水過濾器端蓋鉆孔后加裝排污閥。改造后，可以實(shí)現(xiàn)Y型水過濾器在線清洗，有效地延長(zhǎng)了冷卻器的清洗周期。

2.2 膨脹機(jī)增壓端的改進(jìn)及效果

膨脹機(jī)是低溫法空分裝置及氣體分離的心臟部機(jī)之一，低溫精餾裝置冷量損失的及時(shí)補(bǔ)充、產(chǎn)品產(chǎn)量的有效調(diào)節(jié)等都使得為其提供充足冷量的膨脹機(jī)尤為重要。保障膨脹機(jī)更高的整機(jī)效率、更好的穩(wěn)定及調(diào)節(jié)性能、更安全及可靠的保護(hù)系統(tǒng)、更長(zhǎng)的運(yùn)行周期及使用壽命對(duì)整個(gè)制氧機(jī)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行非常重要。

結(jié)合以往我廠膨脹機(jī)運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，由于跑冷的原因膨脹機(jī)增壓端會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，對(duì)膨脹機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成隱患。在膨脹機(jī)安裝調(diào)試初期，我公司對(duì)膨脹機(jī)增壓端進(jìn)行改進(jìn)。在膨脹機(jī)增壓端與冷箱連接處增設(shè)帶孔環(huán)形橡膠軟管并通壓縮氮?dú)猓?.5M Pa）。環(huán)形橡膠軟管密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖見圖3。

圖3 環(huán)形橡膠軟管密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖

自機(jī)組運(yùn)行以來，該膨脹機(jī)增壓機(jī)端未出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，有效地保證了制氧機(jī)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行?，F(xiàn)本公司已逐步對(duì)各制氧機(jī)組、液化裝置膨脹機(jī)進(jìn)行了加裝環(huán)形橡膠軟管密封裝置的改造。

2.3 液氧泵保冷箱的改進(jìn)及效果

2012年5月，40000m3/h制氧機(jī)停機(jī)檢修，在對(duì)P 3568 A液氧泵檢修扒保冷箱珠光砂過程中，發(fā)現(xiàn)保冷箱內(nèi)珠光砂結(jié)冰，已失去保溫作用。經(jīng)分析有可能是由于液氧泵運(yùn)行后，冷箱內(nèi)的設(shè)備及管道處于低溫狀態(tài)，保冷材料的溫度也隨之降低。由于內(nèi)部的氣體體積縮小，保冷箱內(nèi)將會(huì)形成負(fù)壓。如果保冷箱密封不嚴(yán)，則外界的濕空氣很容易侵入，使保冷材料變潮，保冷效果變差，空分設(shè)備的跑冷損失增加。我廠空分設(shè)備的保冷材料均采用珠光砂，其熱傳導(dǎo)率約為0.040W/(m·℃)左右；而冰的熱傳導(dǎo)率是2.2 W/(m·℃)，可見要增大50多倍。在清除完冷箱內(nèi)的珠光砂后，對(duì)保冷箱箱體進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)保冷箱上部箱體多處已出現(xiàn)裂紋。我們組織專業(yè)的施工隊(duì)伍對(duì)保冷箱裂紋進(jìn)行焊接。為了保證液氧泵的長(zhǎng)期穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，防止?jié)窨諝饧翱諝庵械乃衷诠艿篮捅＠湎浔诶淠?，決定向保冷箱內(nèi)充干燥的壓縮氮?dú)?，保持保冷箱?nèi)為微正壓，約為200～500Pa。保冷箱密封氣裝置示意圖見圖4。

圖4 保冷箱密封氣裝置示意圖

在2013年8月份，制氧機(jī)系統(tǒng)檢修時(shí)為了驗(yàn)證加裝密封氣裝置的效果，打開了保冷箱的頂端人孔，并未發(fā)現(xiàn)保冷箱內(nèi)珠光砂有結(jié)冰和潮濕現(xiàn)象。

3 總結(jié)

通過40000m3/h制氧機(jī)組實(shí)施的一些小改進(jìn)，沒有再出現(xiàn)因油溫高聯(lián)鎖故障而影響機(jī)組正常運(yùn)行，有力地保證了生產(chǎn)的安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期經(jīng)濟(jì)供應(yīng)。截至目前，該套大型空分設(shè)備一直運(yùn)行穩(wěn)定，沒有進(jìn)行過機(jī)組大修，各方面經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也位于全國(guó)同類機(jī)組的前列。

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