水對空分系統(tǒng)危害的分析及處理

林奧利

華能（天津）煤氣化發(fā)電有限公司 天津 300222

1 分子篩帶水事故

1.1 事故經(jīng)過

2008 年7 月11 日，46000 空分設備開車導氣過程中，正在工作的2#純化器出口溫度很快從33．5℃上漲到196℃，出口二氧化碳由0．49ppm 突然上升到滿量程20ppm，這時發(fā)現(xiàn)空冷塔液位1050mm，空壓機排氣壓力與空冷塔出口壓力差值由平常的0．01MPa 擴大到0．063MPa，判斷為空氣出空冷塔嚴重帶水，打開純化器后過濾器底部排污閥排出許多水，再檢查膨脹機增壓后冷卻器出口吹除閥，也排出許多游離水，為避免事故的進一步擴大，立即停止導氣，只保留空壓機運行，將塔內液體排掉。

1.2 事故原因

在啟動預冷系統(tǒng)時，空冷塔底部液位控制閥10HV1501 閥DCS 上處于手動全關狀態(tài)，底部液位高時而不能將水排出，淹住了空氣進氣口，水被高壓空氣沖擊挾帶進入純化器，導致純化器內的分子篩吸附劑嚴重帶水。

1.3 處理措施

空分系統(tǒng)停車進行排液，扒出2#純化器內帶水的分子篩吸附劑，更換為新的吸附劑，開車后純化系統(tǒng)高溫活化一個周期才向后導氣，并全系統(tǒng)加溫吹掃，露點合格后，啟動膨脹機，空分系統(tǒng)運行正常。

2 膨脹機增壓冷卻器串漏

2.1 故障經(jīng)過

2014 年5 月7 日，46000 空分將進口膨脹機T1401 倒為國產膨脹機T1402 運行后，膨脹量逐漸減少，膨脹機增壓后壓力與膨脹前壓力差值由平常的0．04MPa 很快擴大到0．14MPa，這時安裝在支管上的水分析表未能及時反映出水含量的變化，立即倒回進口膨脹機T1401 后壓差并未下降，換新的水分析儀檢測露點較高，此時水已進入增壓空氣側被帶入主換，堵塞通道，造成膨脹機膨脹量不足，主冷液位持續(xù)下降，空分系統(tǒng)被迫停車大加溫處理。

2.2 原因分析及處理

停車后，拆開進口膨脹機T1401 增壓段冷卻器E1401，兩端用盲板封住，在水側通入氮氣加壓到試驗壓力，發(fā)現(xiàn)增壓機冷卻器進氣管內有水流出，可見，增壓機冷卻器發(fā)生了串漏，導致水進入增壓空氣側被帶入主換堵塞通道。查出漏點后采用補焊的方法堵塞漏點，將管道試驗到工作壓力后無泄漏，并保壓合格為止。重新安裝好后，再次對低溫系統(tǒng)加溫，將帶入冷箱內的水分全部吹出，露點低于-60℃，重新開車后工況運行正常。

2.3 預防措施及改進

（1）將增壓冷卻器露點分析取樣點由支管改為總管，降低膨脹機倒換過程中切換露點分析儀帶來的滯后性。

（2）在兩臺增壓機冷卻器出氣管最低端分別增加吹除閥，每次巡檢時打開吹除閥，檢查是否有游離水，若有水，就可直接斷定該冷卻器串漏。通過以上技改，2014 年初，及時發(fā)現(xiàn)兩次增壓機冷卻器串漏事件。

3 純化器內空氣出現(xiàn)短路，造成主換熱器堵塞

3.1 故障現(xiàn)象

2014 年11 月，空分系統(tǒng)液體產量明顯減少，主換熱端溫差擴大，進塔氣量由215000m3/h 降到205000m3/h，將下塔壓力與進主換前的空氣壓力進行比較，發(fā)現(xiàn)主換熱器正流空氣側阻力已由15kpa 增大到42kpa，空分系統(tǒng)被迫停車。

3.2 故障原因分析及處理

扒出1#純化器內的分子篩和氧化鋁，用短管連到分子篩吸附器外筒體的吹除閥上，往不銹鋼夾層中注水，發(fā)現(xiàn)不銹鋼內膽上有一裂縫往外噴水?？梢?，部分經(jīng)氧化鋁吸附的空氣從漏點進入夾層走短路與經(jīng)分子篩吸附的空氣會合，一起出分子篩吸附器。查出漏點后，放掉夾層內的水，對不銹鋼內膽進行補焊修復[1]。

4 粗氬冷凝器進水

4.1 故障現(xiàn)象

2012 年3 月，460000 空分投產時，在投氬過程中，出現(xiàn)了粗氬塔負荷無法增加、工藝氬無流量、精氬塔無法投運的現(xiàn)象。

冷凝器有液位后開始持續(xù)上漲，氬餾分和粗氬塔阻力基本不變，而工藝氬流量FIC1576 極小。打開粗氬Ⅱ塔頂部的液體回流管吹除閥V150768，有液體排出，氬餾分量增加了2000m3/h，但此時打開工藝氬放空閥10HV1553 后，出現(xiàn)間斷倒吸現(xiàn)象。

4.2 故障原因

初步認定粗氬負荷增加的原因可能是此處的水在冷狀態(tài)下結冰，使粗氬冷凝器進氣管路面積不足，造成冷凝器氬側壓力降低，冷凝后的液氬無法流向回流管，使液體淹沒了封頭，所以工藝氬流量很小，而間斷流出的少量氣體則是DN30mm 不凝氣管道與工藝氬管道連通的結果。當打開回流管上V150774/V150773 閥外排液體時，冷凝器內氬側壓力下降，迫使氬餾分進入冷凝器，于是就出現(xiàn)氣量增加2000m3/h 的現(xiàn)象。

5 結語

（1）每次開車前，要檢查各個設備的壓力、溫度、液位等測量儀表是否準確，被禁止的重要參數(shù)報警是否激活，便于在開車過程中加以提醒。各個系統(tǒng)中自動閥的PID 值及閥門的手自動狀態(tài)是否正確。

（2）空分設備制造廠家應確保產品合格，用戶應重視設備運行中的巡回檢查，對膨脹機來說，應定期檢查增壓機冷卻器出氣口的露點，一旦發(fā)現(xiàn)超標或出氣管最低端吹除閥有游離水，應立即采取措施，防止水分進入冷箱[2]。

（3）夾層內絕熱純化器質檢要嚴格要求，分子篩裝填過程中要避免進入內膽與外殼的夾層。如果在夾層中注水查漏，試驗后應用干燥氣體徹底對夾層吹掃，直到所有吹除口露點合格后，方可停止吹除。

（4）使用蒸汽加熱器時要在出口污氮管道上增加露點分析儀，并接入DCS 監(jiān)控。

（5）若氬泵密封氣和加溫氣采用儀表空氣時，空分系統(tǒng)停車后，又不得不采用外供含濕儀表氣之前，要關閉氬泵密封氣和加溫氣。再次使用之前，要將儀表氣管道吹掃干凈，并且露點合格才能使用[3]。