5#制氧机空冷塔液位波动的分析与处理
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2空气预冷系统原理及流程简图空冷塔内部装有三层填料压缩空气约90110送入空冷塔的中下部由下往上穿过各填料层被从上往下的冷却水和冷冻水冷却并同时洗涤空气中部分氧化物氮化物二氧化硫氯离子等有害杂质最后穿过顶部的捕雾的丝网分离器进入分子筛系统通常情况下在设计的时候出空冷塔空气的温度应小于15如果以12为设计点装置在运行时出现故障那么冷却塔出口温度可能超过12那么出口空气中的含水量的温度就会达到设计温度的两倍2
空 冷 塔 内 部 装 有 三 层 填 料， 压 缩 空 气 约 90~110℃送入空冷塔的中下部，由下往上穿过各填 料层，被从上往下的冷却水和冷冻水冷却，并同时 洗涤空气中部分氧化物、氮化物、二氧化硫、氯离 子等有害杂质，最后穿过顶部的捕雾的丝网分离器， 进入分子筛系统，通常情况下，在设计的时候，出 空冷塔空气的温度应小于 15℃，如果以 12℃为设 计点，装置在运行时出现故障，那么冷却塔出口温 度可能超过 12℃，那么出口空气中的含水量的温 度就会达到设计温度的两倍［2］。进入空冷塔的冷 却水分为两段，空冷塔下段为循环水水泵来的冷却 水，（经加压至 1.4MPa 进入空冷塔中部，与由顶部
Keywords: air precooling; middle level; exhaust valve; air compressor; air cooling tower; water cooling tower
1 引言
2 空气预冷系统原理及流程简图
贵溪冶炼厂动力（制氧）车间 25000Nm3/h 制 氧机筹建于 2006 年，2007 年 7 月正式投产。制氧 机组由四川空分设备 ( 集团 ) 有限责任公司设计成 套 , 采用氮水预冷系统、纯化系统、冷、热端增压 透平膨胀机、规整填料塔以及 DCS 控制系统，并 设计有氧气内压缩流程，同时向用氧单位供送压 力为 30KPa 的低压氧气和压力为 0.8MPa 的中压氧 气，低压氧设计流量 18000Nm3/h，中压氧设计流 量 7000Nm3/h。其中预冷系统主要由空冷塔、冷水 机组、水冷塔及 2 台高压（6000V）水泵和 2 台低 压（380V）水泵组成［1］。
关键词 ：空气预冷 ；中部液位 ；排气阀 ；空压机 ；空冷塔 ；水冷塔
中图分类号 ：TQ116.11 文章编号 ：1009-3842（2019）06-0039-03
文献标识码 ：B 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Analysis and Treatment of Liquid Level Fluctuation in Air Cooling Tower of 5# Oxygen Generator
收稿日期 ：2019-09-05 作者简介 ：黄超（1984-），男，湖南岳阳人，主要从事制氧技术工作。E-mail: 40052383@
39
Total 160
总第 160 期
流下来的冷冻水汇合回到水冷塔，此段有中心筒为 中部液位）。上段冷冻水是由循环水来的冷却水， 经水冷塔与由分馏塔来的多余的纯氮及污氮热交换 冷却后，由冷冻水泵加压至 1.5MPa，去空冷塔上段 , 这种冷却方式是靠气、液直接接触进行换热的，它 的能耗低，但操作不当有可能产生带水事故，使分 子筛或主换热器不能正常工作［3］。内部主要包括 喷淋水量、喷淋设备结构、设备的传热传质效率等。 其中关键的因素是水气比，即喷淋水量与气体流量 的比值［4］。目前分子筛流程的制氧机普遍设置冷 冻机，在制氧机运行中，视加工空气入分子筛的温 度来决定冷冻机的开、停。一旦加工空气温度高于 设计温度，用调节进水冷塔的污氮量增加气水比也 不能达到要求时，应及时投入冷冻机［5］。
Total 160 No. 6 2019
COPPER ENGINEERING
总第 160 期 2019 年第 6 期
5#制氧机空冷塔液位波动的分析与处理
黄 超
（江西铜业集团有限公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）
摘 要 ：介绍了由于 5# 制氧机空冷塔中部液位异常波动导致整个空气预冷系统波动以及影响了整个空分系 统工况不稳定的情况。分析和排查了引起液位波动的原因 , 综述了空气预冷系统的原理和流程，总结了此次故 障教训，为今后的生产起到了警示的作用。累积了一定的经验，同时可以举一反三，对行业有一定的借鉴作用。
HUANG Chao （Guixi Smelter, Jiangxi Copper Corporation Limited, Guixi 335424, Jiangxi, China）
Abstract: The fluctuation of the whole air precooling system and the instability of the whole air separation system due to the abnormal fluctuation of the liquid level in the middle of the air cooling tower of No. 5 oxygen generator are introduced. This paper analyzes and investigates the causes of liquid level fluctuation, summarizes the principle and process of air precooling system, summarizes the lessons of this fault, and plays a warning role for future production. Accumulated certain experience, at the same time can draw inferences from one another, have certain reference to the industry.
其流程简图如图 1。
空气进分子 筛
空气进
中心筒回水 空 冷 塔
大水泵
冷机
水 冷 塔
小水泵
显示没有问题 ；派岗位人员现场检查液位指示，并 将现场液位计的排气阀打开，重置现场的磁浮液位 翻板，重置后的液位计和开始一样也没问题 ；DCS 手动干预中部液位调节阀开度，看现场阀门动作如 何，经检查阀门动作正常，同时检查水泵流量及运 行情况，水泵运行正常无异常现象 ；通过这一系列 的排查过后，工段决定去空冷塔上查看，在打开中 心筒排水侧的时候发现有气排出来，于是将气排完 后再看 DCS 液位，此时液位不在波动，趋于稳定。 故可判断是因为排水侧混入空气后造成流量汽蚀波 动。从而使液位显示反馈出现波动不准的情况。
空 冷 塔 内 部 装 有 三 层 填 料， 压 缩 空 气 约 90~110℃送入空冷塔的中下部，由下往上穿过各填 料层，被从上往下的冷却水和冷冻水冷却，并同时 洗涤空气中部分氧化物、氮化物、二氧化硫、氯离 子等有害杂质，最后穿过顶部的捕雾的丝网分离器， 进入分子筛系统，通常情况下，在设计的时候，出 空冷塔空气的温度应小于 15℃，如果以 12℃为设 计点，装置在运行时出现故障，那么冷却塔出口温 度可能超过 12℃，那么出口空气中的含水量的温 度就会达到设计温度的两倍［2］。进入空冷塔的冷 却水分为两段，空冷塔下段为循环水水泵来的冷却 水，（经加压至 1.4MPa 进入空冷塔中部，与由顶部
Keywords: air precooling; middle level; exhaust valve; air compressor; air cooling tower; water cooling tower
1 引言
2 空气预冷系统原理及流程简图
贵溪冶炼厂动力（制氧）车间 25000Nm3/h 制 氧机筹建于 2006 年，2007 年 7 月正式投产。制氧 机组由四川空分设备 ( 集团 ) 有限责任公司设计成 套 , 采用氮水预冷系统、纯化系统、冷、热端增压 透平膨胀机、规整填料塔以及 DCS 控制系统，并 设计有氧气内压缩流程，同时向用氧单位供送压 力为 30KPa 的低压氧气和压力为 0.8MPa 的中压氧 气，低压氧设计流量 18000Nm3/h，中压氧设计流 量 7000Nm3/h。其中预冷系统主要由空冷塔、冷水 机组、水冷塔及 2 台高压（6000V）水泵和 2 台低 压（380V）水泵组成［1］。
关键词 ：空气预冷 ；中部液位 ；排气阀 ；空压机 ；空冷塔 ；水冷塔
中图分类号 ：TQ116.11 文章编号 ：1009-3842（2019）06-0039-03
文献标识码 ：B 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Analysis and Treatment of Liquid Level Fluctuation in Air Cooling Tower of 5# Oxygen Generator
收稿日期 ：2019-09-05 作者简介 ：黄超（1984-），男，湖南岳阳人，主要从事制氧技术工作。E-mail: 40052383@
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总第 160 期
流下来的冷冻水汇合回到水冷塔，此段有中心筒为 中部液位）。上段冷冻水是由循环水来的冷却水， 经水冷塔与由分馏塔来的多余的纯氮及污氮热交换 冷却后，由冷冻水泵加压至 1.5MPa，去空冷塔上段 , 这种冷却方式是靠气、液直接接触进行换热的，它 的能耗低，但操作不当有可能产生带水事故，使分 子筛或主换热器不能正常工作［3］。内部主要包括 喷淋水量、喷淋设备结构、设备的传热传质效率等。 其中关键的因素是水气比，即喷淋水量与气体流量 的比值［4］。目前分子筛流程的制氧机普遍设置冷 冻机，在制氧机运行中，视加工空气入分子筛的温 度来决定冷冻机的开、停。一旦加工空气温度高于 设计温度，用调节进水冷塔的污氮量增加气水比也 不能达到要求时，应及时投入冷冻机［5］。
Total 160 No. 6 2019
COPPER ENGINEERING
总第 160 期 2019 年第 6 期
5#制氧机空冷塔液位波动的分析与处理
黄 超
（江西铜业集团有限公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）
摘 要 ：介绍了由于 5# 制氧机空冷塔中部液位异常波动导致整个空气预冷系统波动以及影响了整个空分系 统工况不稳定的情况。分析和排查了引起液位波动的原因 , 综述了空气预冷系统的原理和流程，总结了此次故 障教训，为今后的生产起到了警示的作用。累积了一定的经验，同时可以举一反三，对行业有一定的借鉴作用。
HUANG Chao （Guixi Smelter, Jiangxi Copper Corporation Limited, Guixi 335424, Jiangxi, China）
Abstract: The fluctuation of the whole air precooling system and the instability of the whole air separation system due to the abnormal fluctuation of the liquid level in the middle of the air cooling tower of No. 5 oxygen generator are introduced. This paper analyzes and investigates the causes of liquid level fluctuation, summarizes the principle and process of air precooling system, summarizes the lessons of this fault, and plays a warning role for future production. Accumulated certain experience, at the same time can draw inferences from one another, have certain reference to the industry.
其流程简图如图 1。
空气进分子 筛
空气进
中心筒回水 空 冷 塔
大水泵
冷机
水 冷 塔
小水泵
显示没有问题 ；派岗位人员现场检查液位指示，并 将现场液位计的排气阀打开，重置现场的磁浮液位 翻板，重置后的液位计和开始一样也没问题 ；DCS 手动干预中部液位调节阀开度，看现场阀门动作如 何，经检查阀门动作正常，同时检查水泵流量及运 行情况，水泵运行正常无异常现象 ；通过这一系列 的排查过后，工段决定去空冷塔上查看，在打开中 心筒排水侧的时候发现有气排出来，于是将气排完 后再看 DCS 液位，此时液位不在波动，趋于稳定。 故可判断是因为排水侧混入空气后造成流量汽蚀波 动。从而使液位显示反馈出现波动不准的情况。