帶氬空分主冷內(nèi)漏的分析判斷和應(yīng)急處理

黃震宇

（四川空分集團(tuán)工程有限公司，四川簡陽 641400）

0 引言

空分裝置包含許多單體設(shè)備，由儀表、閥門、分析檢測和電氣系統(tǒng)等組成，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，應(yīng)從理論上分析各種故障發(fā)生后出現(xiàn)的現(xiàn)象。實(shí)際運(yùn)行中，根據(jù)故障現(xiàn)象找出對(duì)應(yīng)問題，為客戶提供理論和支持，目標(biāo)是建立故障分析處理庫，提供解決辦法，便于應(yīng)急，少走彎路。

氮泄漏進(jìn)入空分主冷主要途徑：①啟動(dòng)管線；②主冷內(nèi)漏。

氮泄漏進(jìn)入氬系統(tǒng)的主要途徑：①氮泄漏進(jìn)入主冷；②加溫管線；③循環(huán)氬泵密封氣泄漏。

主冷內(nèi)漏雖然比較少見，但若開、停車頻繁，烴含量過高，預(yù)冷不夠充分實(shí)施返灌，停車時(shí)間過長不排液等因素也會(huì)造成主冷內(nèi)漏。

1 典型故障現(xiàn)象

主冷內(nèi)漏影響最大的是氬系統(tǒng)，不管是增效塔還是帶純氬的氬系統(tǒng)，少量內(nèi)漏可能對(duì)增效塔影響不大，但對(duì)純氬的影響比較明顯。典型故障現(xiàn)象有以下4 點(diǎn)。

（1）純氬塔工作壓力高，不凝氣閥全開，不穩(wěn)定，出現(xiàn)氮塞現(xiàn)象。

（2）粗氬冷凝器工藝氬的流量較小時(shí)粗氬塔不穩(wěn)，開始波動(dòng)，粗氬循環(huán)量降低明顯，出現(xiàn)氮塞現(xiàn)象。

（3）氧氣外壓縮，氧氣純度不達(dá)標(biāo)或氧產(chǎn)量下降。

（4）液氧純度分析可能有鋸齒狀，不夠平滑。

2 故障分析和判斷

先要排除外部泄漏的因素：加溫氣、啟動(dòng)輔助管線、氬泵密封氣泄漏。純氬蒸發(fā)器熱源采用氮?dú)?，冷凝器冷源采用液氮時(shí)，應(yīng)排除純氬冷凝器、蒸發(fā)器是否內(nèi)漏。

（1）純氬塔內(nèi)漏，對(duì)粗氬塔沒有多大影響，但對(duì)純氬塔影響很大。

（2）純氬塔加溫氣脫開，無變化，可排除加溫氣泄漏原因。

（3）純氬冷凝器壓力憋高后，關(guān)閉液氮進(jìn)口閥和氮?dú)馀欧砰y，關(guān)閉純氬塔進(jìn)氣閥、不凝氣排放閥、液氬排放閥，純氬蒸發(fā)器液氮出口閥關(guān)閉，純氬塔壓力沒有增高、液位也沒有變化，純氬冷凝器壓力沒有下降、也沒有升高、液位也沒有變化，可判斷純氬冷凝器，純氬蒸發(fā)器沒有大漏。純氬冷凝器沒有大漏，則對(duì)純氬系統(tǒng)沒有大的影響。

（4）純氬塔少量進(jìn)氣，純氬塔底氬有變好趨勢，氬中氮能降下來能獲得氮合格，可排除純氬蒸發(fā)器泄漏。

（5）檢查氬泵密封氣壓力設(shè)定正常、流量正常、工作正常，可排除密封氣泄漏。

（6）脫開粗氬塔快速加溫管線無變化，可排除加溫氣泄漏因素。

（7）出粗氬冷凝器的氬氣溫度偏低或減少粗氬冷凝器氬氣取出量，出粗氬冷凝器的氬氣溫度降低，循環(huán)量急劇減少。提高氬餾分氧含量（甚至很高），并持續(xù)數(shù)小時(shí)還會(huì)出現(xiàn)該現(xiàn)象，并沒有多大改變，則可證明其含氮較高。

（8）理論上正常空分氬餾分的氮來源于上塔氬餾分抽口之上，若氬餾分含氧很高，則自上而下的氮組分會(huì)比較少。但若主冷內(nèi)漏，則氬餾分抽取越多，氬餾分含氮總量會(huì)越多，氬餾分含氧提高，只是有可能適當(dāng)減少含氮總量，但比較有限。

（9）另外重要的一點(diǎn)是體現(xiàn)在主冷液氧面氧氣純度與液氧純度有較大的差別。當(dāng)然若主冷內(nèi)漏量不大，則氧氣純度與液氧純度差別可能較小。

（10）由于純氬冷凝器氮的高度濃縮，純氬冷凝器表現(xiàn)比較敏感，表現(xiàn)為容易氮塞。

（11）主冷內(nèi)漏，特別是液面下內(nèi)漏，有可能含氮組分波及液氧，導(dǎo)致液氧純度分析不夠平滑，主冷特別是液面下內(nèi)漏，會(huì)根據(jù)泄漏點(diǎn)不同，液氧純度不均勻，分析結(jié)果不同。

3 解決方案

主冷內(nèi)漏產(chǎn)生，與泄漏點(diǎn)位置有關(guān)系，有些薄弱的地方會(huì)因持續(xù)沖刷逐漸惡化。有些內(nèi)漏的地方較為厚實(shí)，可以堅(jiān)持?jǐn)?shù)年而不惡化。一旦具備條件還是建議有機(jī)會(huì)停車檢修，避免擴(kuò)大化。若不具備檢修條件，則可適當(dāng)降低下塔壓力，適當(dāng)提高主冷液面高度，縮小壓差延緩。對(duì)于帶純氬空分裝置，可將純氬冷凝器不凝氣排放口擴(kuò)大進(jìn)行處理，見圖1、圖2。

4 結(jié)束語

主冷內(nèi)漏，并不一定影響主冷液氮純度；氧內(nèi)壓縮或氧自增壓空分有可能對(duì)產(chǎn)品氧純度影響有限；但若泄漏處距離產(chǎn)品氧抽口位置近，有可能影響產(chǎn)品氧純度；內(nèi)漏稍大影響主冷液面氧氣純度；若有分析儀分析液氧中含有較多的氮，則主冷內(nèi)漏；若主冷液面氧氣純度與主冷液氧純度差距甚遠(yuǎn)，則主冷有內(nèi)漏；氬餾分較低，若粗氬塔或增效塔粗氬氣溫度低，負(fù)荷影響明顯，粗氬氣低流量時(shí)會(huì)出現(xiàn)氮塞現(xiàn)象；純氬塔不凝氣含量急劇增加，則有可能主冷內(nèi)漏。

臨時(shí)解決辦法：提高純氬冷凝器不凝氣的排放能力。最終解決辦法是補(bǔ)漏處理，避免惡化。主冷內(nèi)漏宜對(duì)產(chǎn)品氧進(jìn)行監(jiān)測或加大分析頻率，防止產(chǎn)品污染，導(dǎo)致純度不夠。

圖2 改造后的空分裝置