大型空分在低溫地區(qū)運(yùn)行問(wèn)題的探討

孟祥龍

（中海石油華鶴煤化有限公司氨生產(chǎn)部，黑龍江鶴崗 154100）

大型空分在低溫地區(qū)運(yùn)行問(wèn)題的探討

孟祥龍

（中海石油華鶴煤化有限公司氨生產(chǎn)部，黑龍江鶴崗 154100）

中海石油華鶴煤化有限公司的KDON-45000/53500型空氣分離設(shè)備，從2014年11月產(chǎn)出合格氧氮以來(lái)運(yùn)行兩年半時(shí)間，由于東北冬季極寒天氣對(duì)裝置運(yùn)行影響較大，故總結(jié)了冬季設(shè)備運(yùn)行的常見(jiàn)問(wèn)題及相應(yīng)的處理方法，。因此選擇中國(guó)最北部的大型空分裝置，進(jìn)行探討具有較好的代表性。

空分設(shè)備；極寒；防凍

中海石油華鶴煤化有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)華鶴公司）位于黑龍江省鶴崗市，鶴崗位于中國(guó)的最北部，緊鄰俄羅斯，每年最低氣溫可以達(dá)到-35℃，冬季長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月，這對(duì)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行造成了極大的挑戰(zhàn)。現(xiàn)將裝置運(yùn)行的兩年半時(shí)間內(nèi)遇到的典型性問(wèn)題作簡(jiǎn)要的總結(jié)。

1 分子篩純化系統(tǒng)閥門(mén)問(wèn)題

華鶴公司空分裝置分子篩純化系統(tǒng)采用現(xiàn)在大型空分最常用的DCS自動(dòng)控制原理，所有主要閥門(mén)均采用歐賓羅斯公司生產(chǎn)的三偏心蝶閥，其具有良好的密封性能，適用于分子篩系統(tǒng)可以防止高低壓部分竄壓或者氣體倒流。但是問(wèn)題在于三偏心蝶閥的使用溫度最低為-25℃，因此一到冬季進(jìn)入極寒天氣閥門(mén)常常出現(xiàn)卡澀問(wèn)題，因?yàn)榉肿雍Y程序有閥門(mén)30s內(nèi)達(dá)不到指定動(dòng)作就暫停整個(gè)分子篩序的聯(lián)鎖，因此一進(jìn)入冬季常常發(fā)生程序暫停的問(wèn)題。

經(jīng)儀表現(xiàn)場(chǎng)檢查，現(xiàn)場(chǎng)閥門(mén)實(shí)際已達(dá)到指定開(kāi)關(guān)狀態(tài)，但是中控DCS信號(hào)未顯示，對(duì)閥門(mén)進(jìn)行檢查后發(fā)現(xiàn)是閥門(mén)開(kāi)度指示的撞錘在冬季低溫下動(dòng)作不及時(shí)，設(shè)置卡澀，因此無(wú)法將信號(hào)傳送到中控DCS上。

處理措施：對(duì)分子篩所有三偏心蝶閥添加電伴熱及保溫套，保證閥門(mén)在冬季仍處于其適宜的工作溫度，防止再出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題。處理后三偏心蝶閥再未出現(xiàn)過(guò)動(dòng)作不及時(shí)的問(wèn)題。

2 氧氮泵軸承損壞問(wèn)題

華鶴公司空分裝置采用法國(guó)低溫之星Cryostar公司的低溫立式離心泵，一臺(tái)高速運(yùn)行一臺(tái)低速備車(chē)，將液氧經(jīng)七級(jí)壓縮壓縮至8.7MPa后送入氧氣管網(wǎng)，在裝置運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生了數(shù)次氧泵軸承損壞事故，尤其是對(duì)于備用氧泵在緊急狀態(tài)下升速后，軸溫往往急速上升聯(lián)鎖停車(chē)，軸承損壞，公司因此而更換過(guò)兩次軸承，損失達(dá)到上百萬(wàn)元。

經(jīng)電氣專(zhuān)業(yè)檢查，發(fā)現(xiàn)每次軸承損壞后，軸承內(nèi)無(wú)低溫潤(rùn)滑脂，導(dǎo)致軸承在泵負(fù)荷大幅變動(dòng)過(guò)程中溫度急劇上升，最后損壞。由于液氧泵所用低溫潤(rùn)滑脂為廠(chǎng)家配套提供，且使用專(zhuān)用油槍進(jìn)行加油，此類(lèi)油槍非常精確，精確到1g，而每次加油量為3~5g，故考慮可能加油過(guò)程中存在由于加油操作問(wèn)題加油量不夠的可能。

處理措施：①對(duì)電氣專(zhuān)業(yè)的保運(yùn)人員進(jìn)行培訓(xùn)，精細(xì)化操作，確保每次加油量；②每次加油后對(duì)備用泵進(jìn)行升速操作，使備用泵得到充分潤(rùn)滑，是加入的潤(rùn)滑脂混合均勻；③對(duì)液氧泵電機(jī)加油孔進(jìn)行改造，擴(kuò)大流道，使?jié)櫥菀走M(jìn)入軸承內(nèi)。

3 空壓機(jī)進(jìn)氣端位移大問(wèn)題

華鶴公司空壓機(jī)組為汽輪機(jī)一拖二機(jī)組，其中空壓機(jī)采用陜鼓EIZ125-4（1+1+1+1）型等溫式離心壓縮機(jī)，采用了軸向進(jìn)氣，并于入口處設(shè)置入口導(dǎo)葉及調(diào)節(jié)裝置。由于鶴崗地區(qū)夏天最高氣溫與冬天最低氣溫，最高溫差可達(dá)到70℃以上，因此空氣密度變化較大，導(dǎo)致空壓機(jī)入口導(dǎo)葉在夏天與冬天開(kāi)度差值可達(dá)30%，其中在冬天空壓機(jī)進(jìn)氣端位移最高達(dá)到0.67mm，逼近聯(lián)鎖值，存在停車(chē)及損壞機(jī)組的風(fēng)險(xiǎn)。

經(jīng)技術(shù)組分析，在冬天，氣體密度大，機(jī)組負(fù)荷輕，空壓機(jī)導(dǎo)葉只需要35%左右即可滿(mǎn)足使用條件，但是汽輪機(jī)和增壓機(jī)負(fù)荷基本不變，整個(gè)機(jī)組應(yīng)力無(wú)法滿(mǎn)足，導(dǎo)致進(jìn)氣端位移較大。

處理措施：采用控制變量法，針對(duì)可能影響位移的因素逐一進(jìn)行調(diào)節(jié)，如改變汽輪機(jī)的抽氣、調(diào)整增壓機(jī)的負(fù)荷、控制空壓機(jī)的排氣壓力等。最后確定降低空壓機(jī)排氣壓力可以有效地控制位移大小，因此最終決定在滿(mǎn)足空分工況正常的情況下，將空壓機(jī)排氣壓力由0.520MPa調(diào)整至0.510MPa，位移得到了較好的控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

東北地區(qū)，尤其黑龍江省，環(huán)境條件惡劣，不利于化工裝置運(yùn)行，但是通過(guò)精細(xì)化操作，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行正確的分析、處理，不但可以保證裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行，也可以在這過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、處理問(wèn)題、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，克服環(huán)境的影響，便于化工業(yè)在東北地區(qū)的發(fā)展。

Discussion on Operation of Large Scale Air Separation in Low Temperature Area

Meng Xiang-long

KDON-45000/53500 type air CNOOC Ltd.Eco-ego coal separation equipment，from the November 2014 output of qualif i ed oxygen nitrogen since two and a half years，due to extremely cold weather in winter in Northeast China has great inf l uence on the operation of the device，it summarizes the common problems in the equipment operation and the corresponding treatment methods. The air separation unit is the largest air separation unit in the north of China，so it has good representation.

air seraration plant；extremely cold；antifreeze

TQ116.1

B

1003–6490（2017）03–0077–01

2017–03–08

孟祥龍（1990—），男，黑龍江大慶人，助理工程師，主要從事空分主控工作。