浅谈大型内压缩流程空分设备的调试

浅谈大型内压缩流程空分设备的调试
摘要：内压缩流程空分设备有着变负荷能力强、液体生产量大、运行可靠性高等特点，但是要保证其将这些特点充分的发挥出来，科学的调试与操作手段是前提条件。

本文就以我公司的空分设备为例，在分析其设备配置的基础上，总结调试过程中出现的问题，并提出相应的解决措施。

关键词：内压缩流程空分设备调试
一、设备配置
从某种程度而言，整套空分设备的可靠性与先进性是由其工艺流程决定的。

下文从几个方面对我厂KDON28000/20000型空分设备的配置进行说明：第一，空压机：我厂空分装置采用的是陕鼓集团制造的空压机，型号为：EIZ100-4，三段四级压缩，采用系列化设计及先进的三元流叶轮、内置冷却器使得压缩机级与冷却器之间气流分布结构优化，无需外接管道，气流流动距离短，流动阻力小，具有高效、低耗的优势。

第二，空气增压机：压缩机型号为RZ35-7，水平剖分式机壳，轴承箱与机壳采用分体式结构，便于检修；三段七级压缩。

I 段进气压力与排气压力分别为0.48 Mpa，和1.25MPa，进气量为49500 m3/h；II 段排气压力为2.8 MPa，Ⅲ段排气压力为7.0 Mpa，该压缩机设置有自动防喘振保护措施。

第三，增压透平膨胀机。

增压透平膨胀机组为国产，共两台，一台为正常使用，另一台备用，膨胀机组增压端的进出口压力分别为0.46MPa以及0.72 MPa，额定转速为17210 r/min；进出口的温度分别为-123℃和-173℃，正常生产时膨胀空气量为14900 m3/h；控制增压端旁通回流阀以及膨胀机入口导叶的喷嘴开度可以实现增压透平膨胀机的负荷调节。

第四，离心氮压机为沈鼓制造，型号为MCL454+MCL406，两套空分装置共用一台，配套电机10 kV，功率在3500kW 左右，进出口压力分别为14kPa和2.0MPa，利用出口防喘振阀和放空阀的开度，实现调节功能。

二、内压缩流程空分设备的调试
1.增压机轴位移值偏高，直推轴承温度偏高
随着空分装置的负荷逐渐加大，增压机轴位移值及直推轴承温度不断升高，直至超过报警值，为防止出现联锁停车甚至损坏机组的情况发生，及时对该机组进行停车抢修。

经检查发现主推力瓦出现不同程度的磨损，特别是装有温度探头的两块止推轴瓦磨损更为严重。

经进一步检查发现，调节瓦块受力的平衡块失去作用是导致该瓦块磨损严重的主要原因。

对其进行处理后，位移值自动恢复至正常水平；空压机也保持稳定运行。

2.液氧泵入口滤网堵塞
空分设备在运行过程中出现液氧泵入口压力急剧下降、出口压力下降、氧泵电流也下降的问题。

虽然将逐步液氧泵变频加至最大，但是氧气产量无法满足正常生产要求。

最后将负荷切至备用液氧泵，经氧泵隔离复热后，拆开原运行液氧泵入口滤网，经过检查，之所以会出现循环液氧示堵塞的故障，是由于其滤网中积沉了较多铝屑，是由于设备安装配管时未将铝屑及时吹扫干净所至。

由此可见，在空分设备的安装与操作过程中需要注意将铝屑清除干净，吹扫时间持续久一些，如果出现积液则要适当增加液体的外排次数，或者在调试运行阶段暂时不要往液氧泵冷箱中填充珠光砂，以便于检查或清洗循环液氧泵过滤网。

3.氧气纯度出现较大波动
空分设备在投产后前几天出氧顺利，氧气产量达8000 m3/h，纯度在99.7%，，但是接下来的两周内氧产量明显下降，且氧气纯度也出现低于97%的情况，并且纯度下降后至少四个小时才能调整回来，对用氧供应产生很大的影响。

通过分析检查发现造成该问题的原因如下：首先设备处于调试阶段，操作经验不足，进塔的空气量与设计要求不符，透平膨胀机产生的冷量比较大，外送的气体少，导致塔内冷量分配不均衡，主冷液氧液位不断升高，所以要排放液体；其次，由于进塔空气量与膨胀空气量的分配不均，膨胀空气进上塔的量太多，造成其工况不稳，最终导致上塔精馏工况不断波动，影响到氧气的纯度；最后，还由于液氮进上塔阀的开度不合理，影响到上塔精馏工况。

针对该问题可以采取下列调整措施：及时调整膨胀机负荷，减少膨胀空气进上塔量，如果冷量仍有富余，主冷液氧液面持续上涨可适当开液氧储槽充液阀，将多余的液氧进行储存和外销，并调整对应的阀门。

通过实践证明，该措施十分有效，产氧量达到了10200m3/h，而且纯度提高至99.8%。

此后，逐步加至满负荷，均未出现类似异常情况。

三、调试心得
第一，空压机组是整套空分装置安全、稳定生产的基础，同时决定着整套空分装置的负荷大小。

因此，空压机组的安装调试显得尤为重要，在对机组进行操作的过程中，应采用少量多次的方法，切忌工况调节过快造成机组损坏而被迫停车检修，缩短装置运行周期和使用寿命；第二，与常规流程相比，内压缩流程空分设备的控制、调节难度更大，并且能耗也有所增加，不过其操作反应快，而且有的用户用氧量以及用氮量的波动幅度比较大，内压缩流程空分设备应用了变频液体泵可以更好的满足这一要求，因此一些场合对安全性、可靠性的要求较高，可以采用内压缩流程空分设备，鉴于本空分装置曾出现的液氧泵入口滤网堵塞情况，要求在空分设备的安装与操作过程中需要注意将铝屑清除干净，吹扫时间持续久一些，如果出现积液则要适当增加液体的外排次数，或者在调试运行阶段暂时不要往液氧泵冷箱中填充珠光砂，以便于检查或清洗循环液氧泵过滤网；第三，根据实际生产需要，合理安排生产，若需要增加液氧产量，在保证下塔压力稳定以及富氧液空纯度的前提下，可以将透平膨胀机的制冷量适当做适当调整，多余的液氧产品可以用储槽暂时储存以供事故状态下临时保障氧气供应，同时可联系外销，增加装置运行经济性；第四，如果高压节流阀稍微开大一些，而未对空气增压机的工况做出调整，此时进入增压透平膨胀机的空气量会稍稍减少，相应的膨胀机的膨胀端进、出口温度均会有所上升，从而导致下塔液空蒸发量增加，最终对下塔的精馏工况产生不利影响。

因此在对高压节流阀做出调整的同时，还要对空压机、空气增压机以及增压透平膨胀机的参数进行调整，以提高空分设备运行工况的稳定性。

参考文献
[1]潘奇峰. 林德60000m3试实践[J].气体分离,2010(3).
[2]田现德,沈荣,朱圣华. 内压缩流程空分设备的调试及操作[J].深冷技术,2009(5).。