內壓縮流程空分設備高壓板翅式換熱器空氣通道堵塞的分析
龐文斌
(宣化鋼鐵集團有限責任公司氣體廠技術開發部,河北省張家口市宣化區牌樓東街30號 075100)
摘要:介紹了15000m3/h內壓縮流程空分設備高壓板翅式換熱器空氣通道被冰堵的故障現 象,詳細分析了故障原因,并闡述了查找過程和處理措施。
關鍵詞:大型空分設備;內壓縮流程;板翅式換熱器;堵塞
中圖分類號:TQ116·11 文獻標識碼:B
宣化鋼鐵集團有限責任公司5#15000m3/h空 分設備由開封空分集團有限公司生產,采用分子篩 吸附凈化、膨脹空氣進下塔、氧和氬內壓縮、氮氣 外壓縮流程,制氬系統采用全精餾無氫制氬工藝。 配套的空壓機、增壓機、膨脹機和高、低壓板翅式 換熱器均為進口產品。
冷箱內高壓板式單元為正流高壓空氣、膨脹空 氣、返流中壓氧氣、中壓氬氣、氮氣換熱,低壓板 式單元為正流空氣、返流氮氣、污氮氣、壓力氮氣 換熱。
2003年5月23日正式投產運行至今, 15000m3/h空分設備已經累計運行4年。現將空分 設備運行中出現的高壓板翅式換熱器堵塞的故障及 分析、處理過程進行總結,供同行參考。
1 故障現象
15000m3/h空分設備自2003年5月23日啟動 后,除調試過程中處理一些小故障之外,運行工況 一直保持穩定。2003年6月19日22∶00,膨脹機進 口壓力出現下降趨勢,6月20日工況急劇惡化 膨脹機進口壓力明顯下降并且無法控制,導致空分設備無法正常運行,被迫停車。
6月19日前,空分設備各部位工藝參數均正常,從19日22∶00到20日15∶00,在沒有進行任 何相關操作的情況下,膨脹機增壓端的空氣流量 FI441由17000m3/h降至16400m3/h,流量變化不大 并且沒有工況惡化的跡象。15∶03左右,在同樣沒 有任何操作的情況下,膨脹機膨脹端進氣壓力由正常的4·3MPa降低到3·8MPa,15∶22FI441迅速降到 15244m3/h。調節高壓空氣進下塔節流閥V8,流量 亦無明顯的變化。此時增壓機排氣壓力、溫度正 常,但是回流閥逐步自動打開,流量下降。17∶00 膨脹機膨脹端進口壓力下降到3·61MPa,膨脹機轉 速下降,接近停車聯鎖值,空分設備被迫停車。
2 原因分析及相應處理措施
2·1 原因分析
根據故障現象分析,造成膨脹機膨脹端進口壓力降低的原因有3個:①壓力表指示不準確;②機前管路上存在泄漏點;③機前管路上有堵塞現象。利用排除法分析、查找原因。通過校驗對比壓 力表數值,表明壓力表指示正確無誤,并且當時膨脹機轉速確實下降,因此可以排除壓力表的問題; 設備、管路系統外觀檢查無異常,通過化驗分析, 氧氣、氮氣、污氮氣以及冷箱內氣體的純度都顯示正常,因此可以排除高壓板翅式換熱器內漏、設備及管路外漏的可能。那么,只有機前管路堵塞的可能性最大。
對比膨脹機進口的兩個壓力點PI6551(膨脹機 進口法蘭處壓力)和PI440(膨脹空氣出高壓板翅 式換熱器壓力)數值一致,說明高壓板翅式換熱器 至膨脹機管路暢通。由此可見,高壓板翅式換熱器 的膨脹空氣通道被堵塞。
對比高壓板翅式換熱器高壓空氣通道液空液位 計LIC8的正負管壓力,發現正管壓力為4MPa,而 負管壓力為5·8MPa(正常時應該是正管壓力略高 于負管壓力),即高壓空氣通道阻力為1·8MPa。由 此可見,高壓板翅式換熱器高壓空氣通道也被堵塞。 膨脹空氣和高壓空氣均來自增壓機,而此時增 壓機運行很穩定,首先可以排除機械雜質進入板翅 式換熱器的可能,其他原因只有水分或二氧化碳凍 結造成通道堵塞。此時,分子篩純化系統出口空氣 中二氧化碳含量分析儀顯示數據正常,由于低壓板 翅式換熱器中空氣流路沒有堵塞現象,說明分子篩 吸附沒有問題。
在短時間內高壓板翅式換熱器兩個空氣通道均堵塞,表明有水分進入高壓板翅式換熱器空氣通道,極有可能是增壓機氣路上出現了問題,因此判斷增壓機冷卻器存在泄漏。但存在一個疑問:膨脹機增壓后冷卻器出口水含量分析儀數據為何沒有明顯升高?
龐文斌
(宣化鋼鐵集團有限責任公司氣體廠技術開發部,河北省張家口市宣化區牌樓東街30號 075100)
摘要:介紹了15000m3/h內壓縮流程空分設備高壓板翅式換熱器空氣通道被冰堵的故障現 象,詳細分析了故障原因,并闡述了查找過程和處理措施。
關鍵詞:大型空分設備;內壓縮流程;板翅式換熱器;堵塞
中圖分類號:TQ116·11 文獻標識碼:B
宣化鋼鐵集團有限責任公司5#15000m3/h空 分設備由開封空分集團有限公司生產,采用分子篩 吸附凈化、膨脹空氣進下塔、氧和氬內壓縮、氮氣 外壓縮流程,制氬系統采用全精餾無氫制氬工藝。 配套的空壓機、增壓機、膨脹機和高、低壓板翅式 換熱器均為進口產品。
冷箱內高壓板式單元為正流高壓空氣、膨脹空 氣、返流中壓氧氣、中壓氬氣、氮氣換熱,低壓板 式單元為正流空氣、返流氮氣、污氮氣、壓力氮氣 換熱。
2003年5月23日正式投產運行至今, 15000m3/h空分設備已經累計運行4年。現將空分 設備運行中出現的高壓板翅式換熱器堵塞的故障及 分析、處理過程進行總結,供同行參考。
1 故障現象
15000m3/h空分設備自2003年5月23日啟動 后,除調試過程中處理一些小故障之外,運行工況 一直保持穩定。2003年6月19日22∶00,膨脹機進 口壓力出現下降趨勢,6月20日工況急劇惡化 膨脹機進口壓力明顯下降并且無法控制,導致空分設備無法正常運行,被迫停車。
6月19日前,空分設備各部位工藝參數均正常,從19日22∶00到20日15∶00,在沒有進行任 何相關操作的情況下,膨脹機增壓端的空氣流量 FI441由17000m3/h降至16400m3/h,流量變化不大 并且沒有工況惡化的跡象。15∶03左右,在同樣沒 有任何操作的情況下,膨脹機膨脹端進氣壓力由正常的4·3MPa降低到3·8MPa,15∶22FI441迅速降到 15244m3/h。調節高壓空氣進下塔節流閥V8,流量 亦無明顯的變化。此時增壓機排氣壓力、溫度正 常,但是回流閥逐步自動打開,流量下降。17∶00 膨脹機膨脹端進口壓力下降到3·61MPa,膨脹機轉 速下降,接近停車聯鎖值,空分設備被迫停車。
2 原因分析及相應處理措施
2·1 原因分析
根據故障現象分析,造成膨脹機膨脹端進口壓力降低的原因有3個:①壓力表指示不準確;②機前管路上存在泄漏點;③機前管路上有堵塞現象。利用排除法分析、查找原因。通過校驗對比壓 力表數值,表明壓力表指示正確無誤,并且當時膨脹機轉速確實下降,因此可以排除壓力表的問題; 設備、管路系統外觀檢查無異常,通過化驗分析, 氧氣、氮氣、污氮氣以及冷箱內氣體的純度都顯示正常,因此可以排除高壓板翅式換熱器內漏、設備及管路外漏的可能。那么,只有機前管路堵塞的可能性最大。
對比膨脹機進口的兩個壓力點PI6551(膨脹機 進口法蘭處壓力)和PI440(膨脹空氣出高壓板翅 式換熱器壓力)數值一致,說明高壓板翅式換熱器 至膨脹機管路暢通。由此可見,高壓板翅式換熱器 的膨脹空氣通道被堵塞。
對比高壓板翅式換熱器高壓空氣通道液空液位 計LIC8的正負管壓力,發現正管壓力為4MPa,而 負管壓力為5·8MPa(正常時應該是正管壓力略高 于負管壓力),即高壓空氣通道阻力為1·8MPa。由 此可見,高壓板翅式換熱器高壓空氣通道也被堵塞。 膨脹空氣和高壓空氣均來自增壓機,而此時增 壓機運行很穩定,首先可以排除機械雜質進入板翅 式換熱器的可能,其他原因只有水分或二氧化碳凍 結造成通道堵塞。此時,分子篩純化系統出口空氣 中二氧化碳含量分析儀顯示數據正常,由于低壓板 翅式換熱器中空氣流路沒有堵塞現象,說明分子篩 吸附沒有問題。
在短時間內高壓板翅式換熱器兩個空氣通道均堵塞,表明有水分進入高壓板翅式換熱器空氣通道,極有可能是增壓機氣路上出現了問題,因此判斷增壓機冷卻器存在泄漏。但存在一個疑問:膨脹機增壓后冷卻器出口水含量分析儀數據為何沒有明顯升高?
