粗氬冷凝器堵塞故障的處理

1、收稿日期:2009206203; 修回日期:2009209208作者簡介:陳焱林, 男, 助理工程師, 2004年畢業(yè)于鄭州大學(xué)工學(xué)院, 現(xiàn)在兗礦國泰化工有限公司空分車間從事技術(shù)管理工作。粗氬冷凝器堵塞故障的處理陳焱林, 劉培龍(兗礦國泰化工有限公司, 山東省滕州市木石鎮(zhèn)277527摘要:因為進(jìn)分子篩吸附器的空氣溫度偏高, 分子篩吸附器出口空氣中二氧化碳含量超標(biāo), 二氧化碳在粗氬冷凝器換熱通道內(nèi)積聚, 造成粗氬冷凝器堵塞, 制氬系統(tǒng)停運(yùn)。介紹粗氬冷凝器堵塞時的參數(shù)變化情況和采取的加溫措施。關(guān)鍵詞:大型空分設(shè)備; 粗氬冷凝器; 堵塞; 二氧化碳中圖分類號:TQ116143文獻(xiàn)標(biāo)識碼:BTreat

2、ment of trouble of blocking of crude argon condenserChen Yanlin , Liu Peilong(Y ankuang Cathay Coal Chem icals Co. , L t d. , M ushi Tow n , Tengz hou 277527, S handong , P. R.Chi na Abstract :Due to slight high temperature of air entering molecular sieve adsorber , the carbon dioxide content in air

3、 at its outlet exceeds the specified value , and the carbon dioxide will collect in heat exchange passage of crude argon condenser , which results in blocking of crude argon condenser and shutdown of argon 2generating system. Here , the variation in parameters at blocking of crude argon condenser an

4、d the taken warming measures are described.K eyw ords :Large 2sized air separation plant ; Crude argon condenser ; Blocking ; Carbon dioxide兗礦國泰化工有限公司60000m 3/h 空分設(shè)備采用全低壓分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機(jī)制冷、全精餾無氫制氬、內(nèi)壓縮流程?？辗衷O(shè)備于2005年10月一次開車成功, 各項性能指標(biāo)均達(dá)到或接近設(shè)計指標(biāo), 運(yùn)行良好。2007年8月14日, 粗氬冷凝器出現(xiàn)堵塞故障, 導(dǎo)致制氬系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。1故障現(xiàn)象2007年8月14日1

5、2:00, 粗氬冷凝器液空蒸氣流量FI1712下降, 液空蒸氣進(jìn)上塔控制閥FV1712開度逐漸變大, 粗氬塔阻力下降。當(dāng)班人員當(dāng)即作為氮塞現(xiàn)象進(jìn)行處理, 但制氬系統(tǒng)工況沒有改善。FI1712持續(xù)下降, FV1712閥開度逐漸增大, 由原60%增大至72%(高限 , 但粗氬塔其他參數(shù)均正常。由此初步認(rèn)為粗氬冷凝器氬側(cè)不凝氣積聚, 減少了有效換熱面積, 從而造成液空蒸氣流量減少。于是將不凝氣排放閥HV1720打開5%的開度持續(xù)排放并觀察。2007年8月15日, FI1712流量依然緩慢下降, 粗氬塔負(fù)荷過低, 制氬系統(tǒng)被迫減量生產(chǎn)。2故障原因分析211FV1712閥發(fā)生故障在操作人員和儀表人員對冷

6、箱上FV1712閥進(jìn)41行檢查后, 發(fā)現(xiàn)閥門動作正常, 排除了閥門故障這個原因。 212冷凝器液位計指示有偏差儀表人員對粗氬塔液位計L I1721進(jìn)行調(diào)校, 調(diào)校前后的液位指示值沒有變化, 可以排除液位計變送器故障這個原因。改變粗氬冷凝器的操作液位, 首先將粗氬冷凝器的液位由11316%逐漸降低至105%, 粗氬冷凝器蒸發(fā)量沒有變化; 然后再提高工作液位至130%, 故障依然沒有消除。因此, 可以排除液位計指示偏差這個原因。213粗氬冷凝器堵塞技術(shù)人員首先想到的是粗氬冷凝器氬側(cè)結(jié)冰導(dǎo)致?lián)Q熱效果下降。但是制氬系統(tǒng)運(yùn)行時間較長, 塔內(nèi)壓力高于環(huán)境壓力, 可以排除氬側(cè)進(jìn)濕空氣導(dǎo)致?lián)Q熱通道堵塞的可能性

7、。這套空分設(shè)備的空氣預(yù)冷系統(tǒng)采用液氨冷卻冷凍水, 而前期由于液氨質(zhì)量問題導(dǎo)致?lián)Q熱器效率下降, 冷凍水溫度高, 空氣進(jìn)分子篩吸附器的溫度長期處于1822之間(設(shè)計溫度低于18 , 在分子篩吸附器吸附末期出現(xiàn)二氧化碳穿透吸附劑的現(xiàn)象, 導(dǎo)致分子篩吸附器出口空氣中二氧化碳含量高達(dá)10×10-6, 周期內(nèi)最長穿透時間竟達(dá)半小時, 主冷液氧中二氧化碳含量已達(dá)到8×10-6。而粗氬冷凝器富氧液空循環(huán)量較小, 可見其二氧化碳含量遠(yuǎn)超過主冷。由于富氧液空不斷蒸發(fā), 二氧化碳在換熱器內(nèi)積聚得越來越多, 導(dǎo)致?lián)Q熱器堵塞越來越嚴(yán)重, 最終出現(xiàn)換熱器無法正常工作的現(xiàn)象。在一周之內(nèi)粗氬冷凝器的蒸發(fā)量

8、持續(xù)下降恰好能印證這種推斷。3處理措施由于公司生產(chǎn)任務(wù)緊, 空分設(shè)備不能停車加溫, 在故障原因得到確認(rèn)后, 很快就制定了相應(yīng)的處理方案:(1 空分設(shè)備減量運(yùn)行, 增大分子篩吸附器的再生氣量, 控制分子篩吸附器出口空氣中二氧化碳含量低于1×10-6。(2 停運(yùn)制氬系統(tǒng), 并對粗氬冷凝器進(jìn)行在線加溫。加溫流程如圖1所示。圖1粗氬冷凝器在線加溫流程示意圖由于粗氬冷凝器液空側(cè)沒有可供利用的加溫空氣, 而安裝臨時管道難度較大, 于是選擇在氬側(cè)加溫。通過間壁換熱的方式來提高板式溫度, 使二氧化碳升華, 從液空回上塔閥HV1714前的導(dǎo)淋VL R080A 排出。二氧化碳的升華溫度為-7815,為了

9、保險起見, 將加溫目標(biāo)溫度定為-50。為了防止冷凝器溫升過快而引起設(shè)備變形甚至撕裂, 將加溫時間定為24小時, 通過測量排放氣溫度TI1720, 監(jiān)控溫度上升的速度。為了保證加溫時不影響主塔的運(yùn)行工況, 制氬系統(tǒng)停運(yùn)后粗氬塔不排液, 使液體液位高于氬餾分進(jìn)口。2007年8月18日17:00, 停運(yùn)制氬系統(tǒng); 18:50, 粗氬冷凝器排液結(jié)束, 關(guān)閉VL R080A 。再關(guān)閉HV1714、FV1712、FV1704閥。然后將加溫閥VL R084打開1圈, 用不凝氣排放閥HV1720的開度來控制加溫氣排出量, 確保粗氬塔壓力PI1703稍高于外界壓力。每10分鐘記錄1次溫度, 通過VL R084閥

10、調(diào)節(jié)加溫氣量, 確保升溫速度在控制范圍內(nèi)。隨著溫度的升高, 粗氬冷凝器液空側(cè)壓力PI1712逐漸上升, 達(dá)到40kPa 時打開VL R080A 閥排放液體, 當(dāng)壓力降至10kPa 時關(guān)閉VL R080A 閥, 如此反復(fù)操作。2007年8月19日18:38, 排放氣溫度TI1720達(dá)到-26144, 關(guān)閉HV1720和VL R084閥, 粗氬冷凝器加溫結(jié)束。粗氬冷凝器加溫時TI1720上升曲線如圖2所示。51 圖2粗氬冷凝器加溫時排放氣溫度TI1720上升曲線4處理效果2007年8月21日22:00, 運(yùn)行粗氬塔:打開HV1720閥預(yù)冷粗氬塔, 當(dāng)溫度降至-160時,打開富氧液空進(jìn)粗氬冷凝器閥L

11、V1711, 粗氬冷凝器開始積液。22日03:00, 粗氬塔負(fù)荷升至62000m 3/h , FV1712閥開度為46%, 恢復(fù)至正常工作狀態(tài), 粗氬塔運(yùn)行穩(wěn)定。22日11:00, 工藝氬質(zhì)量合格后運(yùn)行精氬塔。至此, 粗氬冷凝器堵塞故障處理完畢。5經(jīng)驗總結(jié)(1 在實際生產(chǎn)中, 一定要嚴(yán)格控制工藝指標(biāo), 不能心存僥幸, 任何一個指標(biāo)的惡化都會引起一系列不良后果, 最終有可能導(dǎo)致空分設(shè)備無法正常運(yùn)行。(2 空分設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)故障后, 技術(shù)人員要冷靜、仔細(xì)查找出故障的真正原因, 并制定詳細(xì)處理方案, 及時有效地解決問題, 確?？辗衷O(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。 法液空與中芯國際簽訂長期供氣合同2009年10月15日

12、中國化工報報道, 法國液化空氣集團(tuán)(以下簡稱:法液空 與中芯國際集成電路制造有限公司(以下簡稱:中芯國際 簽訂了長期供氣合同。法液空將投資1300萬歐元用于一期項目, 建造多種設(shè)施和生產(chǎn)裝置, 以滿足中芯國際位于深圳的200mm 和300mm 芯片廠的供氣需要, 并以此推進(jìn)電子工業(yè)在華南地區(qū)的發(fā)展。據(jù)此協(xié)議, 法液空將從2010年初開始為該客戶提供載氣(氮氣、氧氣、氫氣、氬氣 、壓縮干燥氣體和特氣。據(jù)悉, 中芯國際成立于2000年4月, 主要從事集成電路的芯片制造與相關(guān)技術(shù)服務(wù)。法液空與中芯國際有著長期的合作關(guān)系。自2001年起, 法液空先后為中芯國際在上海、北京、天津和成都的芯片工廠提供電子特氣。本刊法液空與榆天化簽訂長期供氣合同2009年11月17日中國化工報報道, 法液空日前宣布與陜西榆林天然氣化工有限責(zé)任公司(以下簡稱:榆天化 簽訂長期供氣協(xié)議。根據(jù)協(xié)議, 法液空將投資約6000萬歐