空分設(shè)備主換熱器堵塞的原因及處理

摘要： 因KDON．350／900型空分設(shè)備分子篩純化系統(tǒng)前預(yù)冷器發(fā)生故障，導(dǎo)致水分和二氧化碳進(jìn)入主換熱器，并堵塞主換熱器的通道。詳細(xì)介紹了解決該故障的具體操作方法和步驟，簡述了預(yù)冷器發(fā)生故障時的操作方法，以保證空分設(shè)備的正常運(yùn)行。
　　關(guān)鍵詞：小型空分設(shè)備；主換熱器；堵塞；分子篩純化系統(tǒng)
　　中圖分類號：TB657．5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
　　1 故障現(xiàn)象
　　2004年9月，河南中原特殊鋼集團(tuán)有限責(zé)任公司新安裝了一套由杭氧股份有限公司生產(chǎn)的KDON．350／900型空分設(shè)備。2005年10月， 由于分子篩純化系統(tǒng)前的UF．3600／8型預(yù)冷器故障，不能正常運(yùn)行，導(dǎo)致分子篩純化系統(tǒng)對空氣的吸附能力大幅度下降，水分和二氧化碳隨之大量聚集到主換熱器內(nèi)。隨著空分設(shè)備的運(yùn)行，主換熱器阻力逐漸增大，當(dāng)阻力逐漸增大到21kPa時，儀表顯示值不再增加。此時，空分設(shè)備進(jìn)塔加工空氣量減少，空氣進(jìn)下塔節(jié)流閥v1無論怎樣開大，都無法讓進(jìn)氣量增加；出氧量減少，且純度無法調(diào)整。嚴(yán)重時，冷量通過氧氣、氮?dú)夂臀鄣艿琅艹?，整個管道結(jié)滿冰霜，塔內(nèi)液氧液面迅速下降。整套空分設(shè)備處于癱瘓狀態(tài)，無法正常運(yùn)行。
　　2 處理措施
　　查閱了空分設(shè)備的流程圖及相關(guān)的書籍，認(rèn)為此故障是主換熱器堵塞所致，需要對整個設(shè)備進(jìn)行加溫才能排除。但若進(jìn)行全面加溫，從加溫到正常運(yùn)行需要50多個小時，這將嚴(yán)重影響公司的正常生產(chǎn)。
　　為了保證公司用氣需要，只有通過局部加溫來排除故障。于是，對主換熱器、膨脹機(jī)進(jìn)行單獨(dú)加溫，然后啟動空分設(shè)備。整個過程僅需要6h，從而保證了公司的正常生產(chǎn)，節(jié)省了時間，節(jié)約了能源。接下來又有幾次運(yùn)行中出現(xiàn)類似的情況，都是依照這個操作方法進(jìn)行處理。
    (1)按照精餾塔停車步驟，關(guān)閉氧氣出口閥V103，打開氧氣放空閥V104，同時停止氧壓機(jī)運(yùn)行；關(guān)閉氮?dú)獬隹陂yV105，打開氮?dú)夥趴臻yV106，停止氮?dú)夤?yīng)；關(guān)閉污氮去分子篩純化系統(tǒng)再生氣體閥V108，打開污氮放空閥V109，同時打開另一經(jīng)過分子篩純化系統(tǒng)純化后的空氣旁通閥V1209，利用空氣進(jìn)行分子篩純化系統(tǒng)再生，并使其按正常程序再生，以保證分子篩純化系統(tǒng)及時切換。
    (2)按照膨脹機(jī)正常停車步驟，在保證空壓機(jī)壓力不變的情況下，關(guān)閉膨脹機(jī)進(jìn)氣閥v7 (或V8)和出氣閥V9(或VIO)，停止膨脹機(jī)運(yùn)行。關(guān)閉V7閥或V8閥來停止膨脹機(jī)運(yùn)行，有利于空壓機(jī)排氣壓力的控制，當(dāng)膨脹機(jī)前壓力低于膨脹機(jī)進(jìn)口緊急切斷閥控制壓力時，膨脹機(jī)進(jìn)口緊急切斷閥自動關(guān)閉。
    然后按照精餾塔停車步驟關(guān)閉V1閥、液氮回流閥V4和膨脹空氣進(jìn)上塔閥V12等。微開下塔液空進(jìn)上塔節(jié)流閥V2和液氮進(jìn)上塔節(jié)流閥v3，以防止上、下塔超壓。若為了保存冷量，也可關(guān)閉V2閥、V3閥、vlo4閥、v106閥和v109閥。此時須密切注意上、下塔各壓力情況，若發(fā)現(xiàn)上塔超壓，應(yīng)立即開大V106閥或V109閥；若下塔超壓，應(yīng)立即打開壓力氮排出閥vll0。
    (3)打開空氣通道吹除閥V301，其他各閥可保持停車前的狀態(tài)。
    (4)準(zhǔn)備就緒，緩慢打開空氣進(jìn)主換熱器閥VIO1，吹掃主換熱器的空氣通道。
    (5)為了在主換熱器加溫結(jié)束后膨脹機(jī)能順利啟動，在主換熱器加溫的同時，對膨脹機(jī)進(jìn)行加溫。此時，將空壓機(jī)排氣壓力保持在膨脹機(jī)使用壓力下(一般控制在0．65MPa以上)，打開膨脹機(jī)進(jìn)口緊急切斷閥V413及V463，全開增壓機(jī)出口回流閥，打開膨脹機(jī)加溫吹除閥V207和V208，微微打開膨脹機(jī)加溫閥V205和V206，給兩臺膨脹機(jī)同時加溫。
    (6)當(dāng)主換熱器連續(xù)吹掃2～3h后，空氣通道吹除閥V301出口已無積霜，此時主換熱器阻力顯示接近于0，可停止吹掃。
    (7)確定吹掃結(jié)束后，關(guān)閉吹除閥V301。同時，由專人負(fù)責(zé)，利用空氣進(jìn)塔前的放空閥V102控制空壓機(jī)出口壓力在0．65MPa左右，以保證膨脹機(jī)進(jìn)口緊急切斷閥V413及V463處于開啟狀態(tài)，依次關(guān)閉膨脹機(jī)加溫閥V205和V206、膨脹機(jī)加溫吹除閥V207和V208。
    為了防止在操作中出現(xiàn)超壓，在關(guān)閉吹除閥V301及膨脹機(jī)加溫閥V205和V206前，可以將空壓機(jī)出口壓力降低一些，此時膨脹機(jī)進(jìn)口緊急切斷閥V413及V463會自動關(guān)閉。在啟動膨脹機(jī)時，再手動打開膨脹機(jī)進(jìn)口緊急切斷閥V413或V463。
    (8)按精餾塔正常啟動步驟做好準(zhǔn)備，并依照膨脹機(jī)啟動步驟依次啟動膨脹機(jī)A、B，逐漸使精餾塔進(jìn)入液化啟動階段。
     3 操作體會
    通過一年來的使用，筆者認(rèn)為，這套空分設(shè)備省電節(jié)能，操作方便，氧產(chǎn)量大，最大氧產(chǎn)量可達(dá)500m3／h以上，且易于調(diào)整。但也會出現(xiàn)一些問題：如由于分子篩純化系統(tǒng)的容量小，空氣必須經(jīng)過預(yù)冷器預(yù)冷后，其吸附性能才能保證，一旦預(yù)冷器發(fā)生故障，進(jìn)分子篩純化系統(tǒng)的空氣溫度較高，空氣濕度較大，分子篩純化系統(tǒng)的吸附性能大幅度下降，10天左右就會有大量的水分和二氧化碳聚集到主換熱器內(nèi)，影響空分設(shè)備的正常運(yùn)行。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在預(yù)冷器故障期間，可將進(jìn)塔空氣量減少到1800ms／h左右，氧氣產(chǎn)量保持在300m3／h左右，分子篩的吸附能力可以滿足對水分和二氧化碳的吸附，主換熱器的阻力不再增加。待預(yù)冷器恢復(fù)正常運(yùn)行后，繼續(xù)按正常生產(chǎn)步驟進(jìn)行。