探究分子篩純化系統(tǒng)常見故障分析與處理

王鵬（神華榆林能源化工有限公司，陜西 榆林

719302）

當(dāng)今空分設(shè)備在運(yùn)行中主要是以分子篩凈化為主。分子篩純化系統(tǒng)內(nèi)部包含諸多設(shè)備，例如分子篩吸附器、電加熱器與蒸汽加熱器，維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。自從分子篩吸附器在生產(chǎn)中投入使用至今，切實(shí)有效的提高了空分工藝的生產(chǎn)穩(wěn)定性與產(chǎn)品的提取率。但是因?yàn)槠渲幸徊糠衷O(shè)備的運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，所以分子篩純化系統(tǒng)也在運(yùn)行期間面臨故障，如分子篩泄露、控制程序故障等，以往面對(duì)這一類故障，工作人員主要采取停機(jī)的方式處理，這會(huì)直接影響到生產(chǎn)效益。為此，下面針對(duì)分子篩純化系統(tǒng)的常見故障，闡述對(duì)應(yīng)的處理方法。

1 操作問(wèn)題引發(fā)的故障與處理

企業(yè)內(nèi)部的空分設(shè)備，為了保證運(yùn)行生產(chǎn)質(zhì)量，需要定期組織停機(jī)檢修。工作人員將空分設(shè)備停機(jī)處理，這期間如果操作不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)放空閥冒水。一旦出現(xiàn)這一問(wèn)題，工作人員需要及時(shí)分析原因。某企業(yè)在實(shí)施檢修的過(guò)程中便發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)技術(shù)人員認(rèn)為根本原因是空冷塔返水，并組織詳細(xì)檢查[1]。檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)常溫水泵處的進(jìn)出口閥門關(guān)不嚴(yán)，系統(tǒng)冷卻水在水壓的作用下進(jìn)入到空冷塔內(nèi)部，導(dǎo)致水位上升，當(dāng)其進(jìn)入空氣管道之后，便會(huì)在空壓機(jī)放空閥位置出現(xiàn)外漏的現(xiàn)象。針對(duì)該現(xiàn)象組織檢查，期間若確定分子篩進(jìn)口位置的導(dǎo)淋不存在水外排的現(xiàn)象，便可以證明水并未進(jìn)入至分子篩純化系統(tǒng)內(nèi)部，否則需要先解決該問(wèn)題。

針對(duì)以上問(wèn)題展開分析，發(fā)現(xiàn)根本原因是工作人員的操作不當(dāng)，致使水分進(jìn)入到分子篩純化系統(tǒng)內(nèi)部，從而引發(fā)故障。為此提出以下處理建議：（1）將分子篩吸附器中的分子篩加熱、冷吹、運(yùn)行時(shí)間減少；（2）適當(dāng)增加電加熱器或蒸汽加熱器的出口溫度，建議將再生氣提升至190℃，使分子篩吸附器中的分子篩再生效率得到提升；（3）工作人員開啟冷凍機(jī)，使空氣出空冷塔的溫度值降低。期間工作人員要時(shí)刻監(jiān)督分子篩吸附器顯示的進(jìn)出口溫差值，掌握分子篩純化系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀。如此一來(lái)，可以有效調(diào)整冷吹峰值；（4）如果工作人員在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)分子篩吸附器沒有顯示冷吹峰值，要立刻通知儀表技術(shù)人員，深入檢查分子篩純化系統(tǒng)自控系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)閥門，觀察閥門的狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)應(yīng)該處于開啟狀態(tài)的閥門關(guān)閉，需要設(shè)定準(zhǔn)確的時(shí)間，調(diào)整閥門動(dòng)作保證再生效果[2]。

2 分子篩泄露引發(fā)的故障與處理

針對(duì)立式徑向流分子篩吸附器投入運(yùn)行一段時(shí)間過(guò)后，設(shè)備內(nèi)的部件性能會(huì)發(fā)生改變，會(huì)導(dǎo)致分子篩泄漏，阻礙后續(xù)精餾的安全運(yùn)行，同時(shí)也會(huì)降低分子篩純化系統(tǒng)的吸附效果。出現(xiàn)分子篩泄露故障，主要表現(xiàn)有分子篩出口二氧化碳在線監(jiān)測(cè)升高，分子篩進(jìn)出口阻力偏離正常值，純化系統(tǒng)放空周圍有分子篩或氧化鋁等吸附劑被吹出，板式換熱器熱端溫差擴(kuò)大等現(xiàn)象。分子篩吸附器運(yùn)行期間吸附器內(nèi)的起隔離作用鋼板網(wǎng)破裂導(dǎo)致分子篩發(fā)生泄漏是主要原因，所以工作人員務(wù)必要及時(shí)解決該故障，使系統(tǒng)快速恢復(fù)生產(chǎn)能力。

為此，針對(duì)分子篩泄露故障提出以下處理建議：1、打開吸附器上部的裝填孔檢查吸附劑的沉降情況，判斷泄露量的多少2、如果泄露量較少，建議利用分子篩切換的間隙補(bǔ)加吸附劑，待到大檢修時(shí)停工進(jìn)入內(nèi)部仔細(xì)檢查泄露點(diǎn)。3、如果泄露量沉降較多，泄漏量較大，建議立即停工對(duì)吸附器進(jìn)行檢修，有后備系統(tǒng)的可以利用后備系統(tǒng)暫時(shí)代替主系統(tǒng)供應(yīng)產(chǎn)品。4、檢修前打開人孔要先進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)置換，氧氣含量分析檢測(cè)合格后維修人員再進(jìn)入吸附器內(nèi)部查找泄漏位置，對(duì)將泄漏處裂縫進(jìn)行補(bǔ)焊，有條件的單位可以再增加一層隔離鋼板網(wǎng)，期間工作人員還要清理泄露出來(lái)的吸附劑粉末，最后并且補(bǔ)充新的吸附劑。最后恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3 空氣壓力波動(dòng)引發(fā)的故障與處理

企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的空分設(shè)備吹掃、試車環(huán)節(jié)，分子篩純化系統(tǒng)運(yùn)行期間如果出現(xiàn)進(jìn)水故障，空氣進(jìn)口處的疏水閥或?qū)Я軙?huì)涌出大量水。分析根本原因，主要是因?yàn)榭辗窒到y(tǒng)在操作過(guò)程中產(chǎn)生的壓力變化較大，引發(fā)空氣預(yù)冷系統(tǒng)壓力波動(dòng)異常，在空氣流中摻加大量水流，進(jìn)入到分子篩純化系統(tǒng)的內(nèi)部。除此之外，吹掃環(huán)節(jié)系統(tǒng)出口閥開度不斷調(diào)整，致使空壓機(jī)后與空氣預(yù)冷系統(tǒng)壓力出現(xiàn)較大的改變，加上空氣壓力的監(jiān)督不到位，從而出現(xiàn)冷卻水進(jìn)入到分子篩純化系統(tǒng)的現(xiàn)象。如果發(fā)生這一故障，工作人員需要調(diào)整電加熱器或蒸汽加熱器的出口溫度，將再生氣溫度設(shè)定值提升至220℃，分子篩吸附器在運(yùn)行過(guò)程中的加溫時(shí)間、冷吹時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)。如此一來(lái)便可以保證分子篩的再生效果，調(diào)整空分系統(tǒng)壓力值穩(wěn)定，使空分設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行[3]。

4 控制程序混亂引發(fā)的故障與處理

分子篩純化系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)控制程序混亂的現(xiàn)象，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)該問(wèn)題之后要馬上排查，保證控制程序能夠正常運(yùn)行。分析該故障的原因，與程序控制器故障有直接關(guān)系。當(dāng)工作人員執(zhí)行操作，但是程序控制器無(wú)法按時(shí)完成該步驟，便會(huì)出現(xiàn)，進(jìn)而跳躍引發(fā)故障，影響到分子篩純化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

處理程序故障，首先要規(guī)避錯(cuò)誤操作，工作人員要了解分子篩純化系統(tǒng)所有流程以及閥門的所有狀態(tài)，掌握程序運(yùn)行現(xiàn)狀，確保所有動(dòng)作、程序都能夠正常運(yùn)行。一旦發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤運(yùn)行的現(xiàn)象，及時(shí)采用手動(dòng)控制恢復(fù)閥門到之前的狀態(tài)，再調(diào)整程序?qū)崿F(xiàn)正常運(yùn)行。隨后將系統(tǒng)調(diào)整到自動(dòng)控制狀態(tài)，確保程序可以有效執(zhí)行，以此掌控系統(tǒng)運(yùn)行。若程序沒有按照時(shí)間與要求動(dòng)作，可以從自動(dòng)控制調(diào)整為手動(dòng)控制，對(duì)應(yīng)閥門調(diào)整至后續(xù)流程的開關(guān)狀態(tài)，程序也切換到下一步驟，在自動(dòng)控制狀態(tài)下維持程序的正常運(yùn)行。

5 切換閥引發(fā)的故障與處理

分子篩純化系統(tǒng)中的切換閥始終處于程控運(yùn)行狀態(tài)，分子篩純化器切換時(shí)間為240 min，每日閥門開關(guān)6 次，閥門處在露天環(huán)境下運(yùn)行，常年的風(fēng)吹日曬雨淋是引發(fā)故障的重要因素之一。一旦發(fā)生故障，表現(xiàn)為閥門不動(dòng)作或動(dòng)作開關(guān)不到位、操作靈活性差等幾個(gè)方面，嚴(yán)重威脅到分子篩純化系統(tǒng)的運(yùn)行。

針對(duì)這一故障的處理，要先暫停程序進(jìn)行觀察，一些在非停機(jī)狀態(tài)也能解決的故障需要提前處理。保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，采用手動(dòng)控制的方式校對(duì)開關(guān)，使其調(diào)整至自動(dòng)狀態(tài)，以此恢復(fù)閥門運(yùn)行。根據(jù)以往工作中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)盡可能的采用不停機(jī)處理方法，提升分子篩純化系統(tǒng)安全，及時(shí)處理閥門故障。一般選擇處理時(shí)故障閥門以泄壓狀態(tài)時(shí)最佳，此時(shí)工作壓力為常壓，待處理閥門并非在運(yùn)行狀態(tài)下，這時(shí)工作人員和現(xiàn)場(chǎng)儀表人員配合查看閥門狀態(tài)，手動(dòng)控制幾次開關(guān)，使閥門轉(zhuǎn)變?yōu)槿P(guān)狀態(tài)，隨后重啟系統(tǒng)，也可以替換故障的電磁閥或定位器等故障元件，切換閥引發(fā)的故障解決。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，分子篩純化系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，受周圍環(huán)境、人為操作等因素的影響會(huì)引發(fā)諸多故障，技術(shù)人員需要在監(jiān)督系統(tǒng)運(yùn)行期間做好檢查工作，一旦發(fā)現(xiàn)故障要全面分析、總結(jié)原因，采用有效的處理方案將故障解決，恢復(fù)系統(tǒng)與空分設(shè)備的正常運(yùn)行，以達(dá)到提高企業(yè)長(zhǎng)滿優(yōu)安全運(yùn)行的目的。