空分裝置預(yù)冷機(jī)故障及處理措施

李巨奎

摘 要：空氣預(yù)冷機(jī)是空氣分離設(shè)備的一個(gè)重要組成部分，它串接于空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)和分子篩吸附系統(tǒng)之間。合理高效地使用空氣預(yù)冷機(jī)，有利于空氣分離設(shè)備長(zhǎng)期安全地運(yùn)行，特別在高溫季節(jié)里尤為重要。

關(guān)鍵詞：預(yù)冷機(jī);故障;措施

空氣預(yù)冷機(jī)做為空分裝置的輔助設(shè)備，在正常生產(chǎn)中主要起到：降低空氣溫度、減小純化系統(tǒng)工作負(fù)荷、洗滌空氣中HCL等可溶性雜質(zhì)的作用。預(yù)冷機(jī)后連接的純化器分子篩對(duì)二氧化碳的吸附值隨溫度升高而減小，而空氣中的飽和含水量隨溫度升高而增加。所以裝置要求進(jìn)入分子篩純化器的空氣溫度是越低越好，一般技術(shù)指標(biāo)要求是2℃—15℃。在近幾年的生產(chǎn)中，由于空氣預(yù)冷機(jī)運(yùn)行不善，導(dǎo)致空分裝置能耗增加，分餾塔液氧液面管路堵塞，嚴(yán)重時(shí)造成空分裝置停車。具體問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

1.預(yù)冷機(jī)冷媒高壓超標(biāo)，造成預(yù)冷機(jī)停機(jī)

夏季高溫時(shí)，預(yù)冷機(jī)出口氣體溫度12℃ ～17℃，冷媒高壓為 1.9～2.3MPa（正常為0.9～2.2MPa），設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于高壓報(bào)警狀態(tài)下工作，數(shù)次發(fā)生冷媒高壓超標(biāo)，導(dǎo)致預(yù)冷機(jī)停機(jī)保護(hù)。停機(jī)時(shí)造成進(jìn)純化器的空氣溫度達(dá)到36℃，空氣中的飽和水分沒(méi)有大量去除，這種工作狀態(tài)不符合安全操作規(guī)范，對(duì)預(yù)冷機(jī)、分子篩純化器本身也極為不利。經(jīng)過(guò)對(duì)預(yù)冷機(jī)進(jìn)、出口空氣溫度;冷卻水進(jìn)、出口溫度分析，造成這種現(xiàn)象的原因主要有以下3個(gè)方面：

1.1進(jìn)預(yù)冷機(jī)的冷卻水溫度偏高

裝置的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)設(shè)備陳舊、處理量較小、設(shè)計(jì)存在缺陷，造成循環(huán)水在高溫季節(jié)里不能有效的把循環(huán)水溫度降至工藝指標(biāo)范圍內(nèi)，是導(dǎo)致預(yù)冷機(jī)冷媒高壓超壓的一個(gè)原因。

實(shí)施的措施：對(duì)裝置循環(huán)水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行清理、疏通和改造。原來(lái)的冷卻塔被泥巴和水垢嚴(yán)重堵塞了空氣的流動(dòng)通道，阻礙了空氣的向上流動(dòng)，使冷卻塔的空冷效果差。因此把原來(lái)的散熱片填料更換成空心散熱填料，保證了空氣向上流動(dòng)的暢通，達(dá)到了冷卻塔的空冷效果，使水溫降低了8℃，達(dá)到了工藝指標(biāo)范圍。

1.2進(jìn)預(yù)冷機(jī)的空氣溫度偏高

裝置空氣壓縮機(jī)冷卻器效果差造成進(jìn)預(yù)冷機(jī)的空氣溫度偏高，是導(dǎo)致預(yù)冷機(jī)冷媒高壓超壓的第二個(gè)原因。

實(shí)施的措施：主要對(duì)空氣壓縮機(jī)中的冷卻器進(jìn)行了酸洗除垢，對(duì)堵塞的換熱器管線進(jìn)行疏通，取得了良好效果。

1.3預(yù)冷機(jī)中冷卻器的冷卻效果差

裝置的循環(huán)水沒(méi)有進(jìn)行水質(zhì)處理，致使設(shè)備冷卻器中水管線結(jié)垢、堵塞，造成預(yù)冷機(jī)中的冷媒不能及時(shí)降溫、冷卻，是導(dǎo)致冷媒高壓超壓的另一個(gè)原因。

實(shí)施的措施：冷卻水循環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)定型，正常生產(chǎn)時(shí)不能改造成軟化水系統(tǒng)，也不可能單獨(dú)為空分設(shè)備添加軟化水系統(tǒng)。針對(duì)這一現(xiàn)狀，定期向循環(huán)水池中添加適量的化學(xué)藥劑進(jìn)行處理，改善冷卻水水質(zhì);另一方面在循環(huán)冷卻水池中投放緩蝕阻垢劑減輕管道設(shè)備的結(jié)垢現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)換熱器水路管線進(jìn)行除垢處理，最大限度的發(fā)揮換熱器的換熱效率。

經(jīng)過(guò)實(shí)施以上三個(gè)方面的措施，徹底解決了預(yù)冷機(jī)由于冷媒高壓超壓，造成預(yù)冷機(jī)停機(jī)的現(xiàn)象。實(shí)際生產(chǎn)中，尤其氣溫最高時(shí)，預(yù)冷機(jī)進(jìn)口氣體溫度為35℃以下、出口氣體溫度為9℃以下，冷媒高、低壓均在正常范圍。經(jīng)過(guò)今年夏季的高溫考驗(yàn)，改造后預(yù)冷機(jī)運(yùn)行正常，完全符合空分設(shè)備的要求。

2.預(yù)冷機(jī)冷凝器氣路堵塞，導(dǎo)致預(yù)冷機(jī)無(wú)法運(yùn)行

預(yù)冷機(jī)在運(yùn)行中空氣進(jìn)口壓力逐漸升高至2.0MPa，預(yù)冷機(jī)空氣出口壓力才是1.0MPa（正常進(jìn)口壓力1.05MPa，出口壓力1.0MPa），導(dǎo)致空氣壓縮機(jī)的出口壓力達(dá)到2.0MPa以上，造成空氣壓縮機(jī)三級(jí)安全閥不間斷起跳（三級(jí)安全閥起跳壓力是2.1 MPa）。為了維持生產(chǎn)的進(jìn)行，少量打開(kāi)預(yù)冷機(jī)的旁通閥，對(duì)預(yù)冷機(jī)的進(jìn)口管線進(jìn)行泄壓。從而造成空氣進(jìn)純化器的溫度從8℃升高至25℃，空氣中的含水量也快速升高，急劇增加了純化器的負(fù)荷，造成FON-150/650分餾塔液氧液面管路堵塞，液氧液面數(shù)值無(wú)法顯示的后果。

原因分析：空氣壓縮機(jī)二級(jí)氣水分離器的吹除閥管路堵塞，氣水分離器中的凝結(jié)水無(wú)法從吹除閥管線排出，造成凝結(jié)水在二級(jí)氣水分離器中大量聚集，導(dǎo)致空氣壓縮機(jī)二級(jí)氣水分離器內(nèi)壁生銹，產(chǎn)生大量鐵銹。其中部分鐵銹被壓縮空氣帶到預(yù)冷機(jī)冷凝器里，造成冷凝器氣路逐漸堵塞，預(yù)冷機(jī)空氣進(jìn)口壓力也隨之升高至2.0MPa。

處理方法及效果：預(yù)冷機(jī)的冷凝器是整體組裝而成，需要廠家專業(yè)維修并訂購(gòu)新的冷凝器換熱組件，否則不能保證拆卸后能完好組裝。由于廠家維修費(fèi)用高、周期較長(zhǎng)，所以我們自己從下面三個(gè)方面進(jìn)行處理，基本上解決了問(wèn)題。

2.1由于冷凝器無(wú)法拆卸、清理，我們就利用空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣對(duì)預(yù)冷機(jī)進(jìn)行反向吹掃。拆卸預(yù)冷機(jī)的進(jìn)口閥后，讓壓力2.0MPa的壓縮空氣從預(yù)冷機(jī)空氣出口進(jìn)入，對(duì)預(yù)冷機(jī)冷凝器進(jìn)行反復(fù)吹掃，大量鐵銹從預(yù)冷機(jī)的進(jìn)口管線中吹出，達(dá)到了清理預(yù)冷機(jī)鐵銹的目的，取得了良好效果。致使工作時(shí)預(yù)冷機(jī)的進(jìn)、出口壓力達(dá)到了（進(jìn)口壓力1.05MPa，出口壓力1.0MPa）正常的工藝參數(shù)。

2.2清理空氣壓縮機(jī)二級(jí)氣水分離器中的鐵銹，并疏通吹除閥管線，確保氣水分離器中的凝結(jié)水及時(shí)排出。

2.3在預(yù)冷機(jī)的進(jìn)口閥處安裝一個(gè)過(guò)濾網(wǎng)，把壓縮氣體帶出的鐵銹阻止在預(yù)冷機(jī)外，并定期對(duì)過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行清理。

3.預(yù)冷機(jī)工藝參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，導(dǎo)致預(yù)冷機(jī)壓縮機(jī)頻繁啟停

對(duì)處理量比較大的雙壓縮機(jī)預(yù)冷機(jī)，要及時(shí)調(diào)整兩個(gè)壓縮機(jī)的冷媒高壓壓力，排出氣水分離器里的凝結(jié)水，是確保預(yù)冷機(jī)、純化器、分餾塔正常、平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。預(yù)冷機(jī)壓縮機(jī)冷媒壓力較低是造成壓縮機(jī)機(jī)體結(jié)霜、低溫運(yùn)行的重要原因。

實(shí)施的措施：為了避免對(duì)壓縮機(jī)的損壞，首先通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)冷機(jī)冷卻器的循環(huán)水量控制冷媒高壓壓力，使預(yù)冷機(jī)的運(yùn)行參數(shù)達(dá)到工藝要求，避免預(yù)冷機(jī)機(jī)體結(jié)霜、低溫運(yùn)行。其次通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)冷機(jī)冷媒熱氣旁通閥，使預(yù)冷機(jī)兩個(gè)壓縮機(jī)的冷媒低壓趨于一致，達(dá)到一致的冷卻效果。具體操作步驟如下：

1.正常開(kāi)機(jī)以后，觀察冷媒高、低壓表的走向，壓力一定要在合理范圍：高壓1.2-1.6MPa? 低壓0.35-0.45 MPa

2.其次是冷媒高壓表數(shù)值調(diào)整，冷媒高壓表讀數(shù)偏高，則需調(diào)整開(kāi)大冷卻水出口閥門(mén)。邊開(kāi)邊觀察直到比較合適范圍，一般為1.2-1.5;如果指針偏低則反向調(diào)整（即關(guān)小冷卻水出口閥門(mén)）。

3.高壓穩(wěn)定并在工藝參數(shù)范圍后，觀察調(diào)整低壓表，如果低壓過(guò)低，先順時(shí)針調(diào)整熱氣旁通閥，如調(diào)整到底請(qǐng)緩慢打開(kāi)手動(dòng)閥，直到合適為宜，壓力太高，先關(guān)手動(dòng)閥，再逆時(shí)針?lè)较蛘{(diào)整旁通閥（注意：調(diào)整時(shí)應(yīng)注意邊調(diào)整邊觀察，速度要緩慢）。

4.調(diào)整自動(dòng)排水器，因自動(dòng)排水器排水量與季節(jié)氣候有較大關(guān)系，故需經(jīng)常對(duì)時(shí)間參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，方法如下：觀察它排水是否帶汽，如帶汽較多應(yīng)延長(zhǎng)排水間隔時(shí)間或減少排水保持時(shí)間，如排水時(shí)不帶水汽則可能排水時(shí)間不夠或減小排水間隔。正常應(yīng)該是一次排水時(shí)間全是水，最后1-2秒排水汽為合適。

5.每天至少手動(dòng)排水一次，觀察自動(dòng)排水器工作狀況。

6.故障停機(jī)或維修停機(jī)后，每次開(kāi)機(jī)間隔時(shí)間不得低于10分鐘。并應(yīng)盡量避免機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間在無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。

7.禁止壓縮機(jī)開(kāi)、關(guān)的連續(xù)切換，以免過(guò)載繼電器跳閘，甚至導(dǎo)致壓縮機(jī)的損壞，停機(jī)后必須間隔10分鐘以上才能再次開(kāi)機(jī)。若設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，在開(kāi)始使用前送電二小時(shí)以上才能啟動(dòng)壓縮機(jī)，使?jié)櫥统浞旨訜釓亩Ｕ蠅嚎s機(jī)的潤(rùn)滑。