14 000 m3/h空分系統(tǒng)冷開車過程的幾點(diǎn)注意事項

劉志茹

（安陽鋼鐵股份有限公司制氧廠，河北安陽 455004）

前言

隨著安鋼生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，空分裝置的安全順利啟動，是保證日常生產(chǎn)檢修順利進(jìn)行的關(guān)鍵步驟。下面就幾次14 000 m3/h 機(jī)組冷狀態(tài)開車過程中所發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行分析探討。

1 空氣壓縮機(jī)

空氣壓縮機(jī)的啟動主要包括2 個步驟，流程見圖1。

圖1 2#14 000 m3/h機(jī)組空壓機(jī)流程圖

（1）壓縮機(jī)啟動前的檢查

啟動前的檢查主要是油、水、電、氣及閥門的檢查，包括油溫，油過濾器阻力，供油壓力、油泵處于互投狀態(tài)，油箱油位；冷卻水泵啟動后的水壓，供水流量，中間冷卻器排水、排氣檢查；還有儀表空氣氣源壓力，空氣過濾器氣源壓力，脈沖控制儀投入運(yùn)行，壓縮機(jī)放空閥、防喘振閥動作靈活，導(dǎo)葉關(guān)至啟動位置，聯(lián)鎖值正確，無跑冒滴漏現(xiàn)象等。

除此之外，通過幾次冷開車過程還發(fā)現(xiàn)2 點(diǎn)需要特別注意的事項：（1）啟動前的檢查未完成前，切勿通知電氣送高壓電源，如果提前送電很有可能因為種種原因造成壓縮機(jī)送電后突然啟動，發(fā)生人身傷害事故。（2）平時為了驗證壓縮機(jī)聯(lián)鎖能夠起作用，那么每次系統(tǒng)停車時，都采用軸承溫度、軸承振動等條件進(jìn)行聯(lián)鎖停車，那么在啟動前，一定要檢查手動啟動開關(guān)的位置，見圖2。以防止啟動送電過程中造成壓縮機(jī)直接啟動運(yùn)行，出現(xiàn)人身安全或設(shè)備事故。

圖2 2#14 000 m3/h空壓機(jī)就地手動啟動開關(guān)

（2）啟動后的調(diào)整

啟動壓縮機(jī)后，觀察啟動電流、各級壓力變化。當(dāng)電流降至正常值后，對測振儀進(jìn)行復(fù)位，然后將導(dǎo)葉開啟至適當(dāng)值，夏季為60%，冬季為45%；同時，要根據(jù)油溫變化情況及時調(diào)節(jié)油溫，保證機(jī)組散熱，當(dāng)這些參數(shù)穩(wěn)定后，先手動全關(guān)空壓機(jī)放空閥HV1002，切記要根據(jù)機(jī)后壓力緩慢操作，然后逐漸設(shè)高防喘振閥PIC1009 設(shè)定值，2#14 000 m3/h 機(jī)組的防喘振閥在閥門關(guān)閉后期壓力上升速度較快，那么這時需要注意的是應(yīng)該分?jǐn)?shù)次小幅度設(shè)高防喘振閥設(shè)定壓力值PIC1009，如果直接設(shè)高到正常值0.45 MPa，那么隨著防喘振閥的關(guān)小，空壓機(jī)后的空冷塔和分子篩充入氣量大幅減少，空壓機(jī)后壓力會有一個大幅上升的過程，很容易造成超壓事故。空分系統(tǒng)穩(wěn)定后，還要根據(jù)空壓機(jī)機(jī)后壓力及時開大或關(guān)小導(dǎo)葉，如果空壓機(jī)后壓力過高，防喘振閥會打開，造成能源浪費(fèi)；如果空壓機(jī)壓力過低，又可能造成壓縮機(jī)失壓輕載事故。壓機(jī)放空閥及防喘振閥示意圖見圖3。

圖3 空壓機(jī)放空閥及防喘振閥示意圖

2 預(yù)冷系統(tǒng)

預(yù)冷系統(tǒng)的操作也包括2個方面：

（1）預(yù)冷系統(tǒng)啟動前補(bǔ)水操作

在空壓機(jī)升壓過程中，確認(rèn)空冷塔排水閥V1105 和水冷塔排水閥V1142 關(guān)閉后，可以開始對水冷塔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)水，預(yù)冷系統(tǒng)投用時一定要注意補(bǔ)水時水位的控制，當(dāng)水冷塔水位達(dá)到500 m3/h 時即可提前關(guān)閉補(bǔ)水控制閥LV1103，此后填料上的水落下后水位會達(dá)到1 600 mm 左右，切勿等到水位1 000 mm 以上時才去關(guān)閉補(bǔ)水閥，否則會造成水位過高，極易導(dǎo)致氮?dú)?、污氮?dú)夤艿肋M(jìn)水，從而發(fā)生凍堵事故。另外，預(yù)冷系統(tǒng)一定要在空冷塔壓力達(dá)到0.4 MPa 后再啟動，如果壓力過低時啟動，很容易在升壓過程中將水帶入分子篩內(nèi)部造成分子篩進(jìn)水事故。

（2）預(yù)冷系統(tǒng)啟動后的調(diào)整

當(dāng)空冷塔壓力高于0.4 MPa 后，確認(rèn)高壓水泵進(jìn)口閥門處于全開狀態(tài)，一定要先排盡泵內(nèi)氣體后再啟動常溫水泵和低溫水泵，如果不排氣，泵后止回閥密封不嚴(yán)，可能會發(fā)生空冷塔內(nèi)氣體串入高壓水泵，嚴(yán)重時甚至?xí)斐烧麄€循環(huán)冷卻水系統(tǒng)串氣，引起一連串設(shè)備事故。

3 分子篩系統(tǒng)

分子篩主要是由程序控制，所以啟動前需要注意的是，先要驗證一下程序運(yùn)行正常。目前我們每次停車操作時詳細(xì)記錄分子篩運(yùn)行狀態(tài)后將分子篩程序停止，然后系統(tǒng)冷開車前重新激活程序，并讓程序無負(fù)荷運(yùn)行一個周期，這樣不僅能夠保證分子篩程序不會因為手動關(guān)閉閥門時造成程序混亂，還能夠在每次開車前檢查2臺分子篩閥門的運(yùn)行狀況，有效保證了分子篩的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 空分塔系統(tǒng)

空分塔系統(tǒng)冷開車過程中最需要注意的是防止超壓，在打開塔內(nèi)送氣閥FCV101 后，要根據(jù)上塔壓力及時開啟上塔的放空閥。FCV101 閥在系統(tǒng)中的位置見圖4。

圖4 空氣進(jìn)空分塔總閥FCV101

送氣開始時，塔內(nèi)保存的液體大量氣化，塔內(nèi)壓力也會快速上升，如果不能及時開啟產(chǎn)品放空閥，極易造成上塔超壓，對塔內(nèi)的容器和管道不可避免地造成一定程度的損壞。所以在向塔內(nèi)送氣過程中，F(xiàn)CV101 閥的操作一定要慢，要根據(jù)壓縮機(jī)后的壓力與塔內(nèi)容器的壓力進(jìn)行比對后確定V101的送氣速度。在送氣的同時，操作人員還需要注意下塔阻力的變化，當(dāng)下塔阻力達(dá)到一定值（該套設(shè)備為15 kPa 左右）時，要及時打開下塔液空節(jié)流閥，將下塔的液體及時送入上塔，如果沒能及時開啟該閥，那么下塔塔釜液位會很快滿表，影響整個工況的調(diào)整。當(dāng)塔內(nèi)壓力穩(wěn)定后，開始調(diào)純過程，此時需要注意液氮節(jié)流閥FCV2 的開度，因為此時進(jìn)塔空氣量較正常狀態(tài)時少，所以液氮節(jié)流閥開度較正常狀態(tài)時也應(yīng)該小一些，如果直接將該閥開大致正常開度，會造成液氮純度變差，甚至?xí)?dǎo)致氮?dú)饧兌鹊拇蠓陆担瑥亩绊懻卓辗窒到y(tǒng)工況的劣化。FCV2閥見圖5。

圖5 液氮進(jìn)上塔節(jié)流閥FCV2

5 膨脹機(jī)系統(tǒng)

在向空分塔送氣過程中，還有一項比較重要的操作，那就是膨脹機(jī)的啟動，膨脹機(jī)是為整套空分裝置提供冷量的裝置，所以在啟動過程中一定要及時啟動膨脹機(jī)，以保證塔內(nèi)冷量充足，但在塔內(nèi)冷量充足的時候如果膨脹機(jī)啟動得過早，會對氧氣產(chǎn)品純度的恢復(fù)造成一定的影響，塔內(nèi)冷量不足的時候如果啟動得太晚又會造成主冷凝蒸發(fā)器液位過低發(fā)生空壓機(jī)輕載事故。所以膨脹機(jī)啟動時間的選擇很重要，經(jīng)過幾次冷開車驗證，當(dāng)塔內(nèi)冷量充足的時候，可以在主冷液位降至2 600 mm 左右啟動膨脹機(jī)，液位降至2 300 mm 后開始趨于穩(wěn)定；當(dāng)塔內(nèi)冷量不足時，在主冷液位2 900 mm 左右啟動膨脹機(jī)，液位降至2 150 mm左右時趨穩(wěn)。

6 氬系統(tǒng)

氬系統(tǒng)的投用要在主塔工況穩(wěn)定后進(jìn)行。一般情況下，當(dāng)氧氣純度高于98%后認(rèn)為主塔工況比較穩(wěn)定，可以開始進(jìn)行氬系統(tǒng)的投用。當(dāng)塔內(nèi)冷量充足時，投用粗氬塔時液空進(jìn)口閥開啟幅度可以大一些，冷量不足時則需要根據(jù)主冷液位適當(dāng)?shù)亻_大和關(guān)小，逐漸向粗氬塔轉(zhuǎn)移冷量；當(dāng)粗氬冷凝器液空液位達(dá)到1 000 mm 以上，餾分量能夠穩(wěn)定在4 000～7 000 m3/h 后，可以將粗氬塔塔釜的液體通過循環(huán)液氬泵逐漸打回主塔，開始粗氬塔工況的建立，之后的調(diào)整過程需要注意的是隨著粗氬塔內(nèi)換熱效果的增強(qiáng)，餾分量會逐漸上漲，粗氬塔塔釜液位也會上升，所以要及時根據(jù)餾分量和塔釜液位及時進(jìn)行調(diào)整。隨著氬餾分量的增加，進(jìn)塔空氣量不斷增加，要根據(jù)氧氣、氮?dú)饧兌群蜌屦s分純度及時調(diào)整產(chǎn)品產(chǎn)量，在將粗氬塔塔釜液體打回主塔的過程中，為防止粗氬塔含氮，可以適當(dāng)壓低一些氧氣產(chǎn)量，根據(jù)污氮?dú)饧兌瓤刂蒲鯕猱a(chǎn)量取出量，根據(jù)液空純度調(diào)整液氮節(jié)流閥開度，使氬餾分純度保持在最佳值，更有助于氬系統(tǒng)的快速恢復(fù)。經(jīng)過幾次冷開車過程氬系統(tǒng)恢復(fù)時間計算，如果能夠及時調(diào)整，氬產(chǎn)品純度合格時間可以提前10 h，按0.5 m3/h液氬產(chǎn)量計算，每次冷開車可以產(chǎn)生氬產(chǎn)品效益0.5 m3/h×10 h×1.4 t/m3×2 700元/t=18 900元。

7 產(chǎn)品壓縮機(jī)

當(dāng)氧、氮產(chǎn)品純度合格后，需要啟動產(chǎn)品壓縮機(jī)，因設(shè)計原因，2#14 000m3/h 機(jī)組氮?dú)獬鲅b置通道阻力較高，每次系統(tǒng)開車后，上塔壓力較高，所以每次系統(tǒng)純度達(dá)標(biāo)后，應(yīng)該先啟動一臺產(chǎn)品氮?dú)鈮嚎s機(jī)，將氮?dú)饧皶r抽出，使上塔壓力降低后，再啟動氧壓機(jī)；某次啟動2#14 000 m3/h 空分機(jī)組時，先啟動了氧壓機(jī)，因為氮?dú)饬课茨芗皶r抽出，投運(yùn)氬系統(tǒng)時，過多的氮?dú)獗怀槿氪謿逅?，造成氬系統(tǒng)頻繁氮塞，一直無法投運(yùn)正常，隨后及時啟動了氮?dú)鈮嚎s機(jī)，上塔工況穩(wěn)定后才改善了這一狀況。

8 結(jié)束語

在空分系統(tǒng)冷開車過程中，任何細(xì)微的操作不當(dāng)都有可能引發(fā)事故的發(fā)生。以上只是將2#14 000 m3/h 機(jī)組操作時需要注意的事項進(jìn)行了介紹.每套機(jī)組都有自己的特點(diǎn)，所以在操作時，還要參照操作規(guī)程進(jìn)行詳細(xì)的檢查和操作，避免出現(xiàn)誤操作，在保證操作安全的基礎(chǔ)上有效縮短系統(tǒng)的恢復(fù)時間，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。