空分设备冷箱内泄漏的分析与处理

空分设备冷箱内泄漏的分析与处理

罗国兵,鞠玉明

(烟台万华聚氨酯股份有限公司,山东省烟台市幸福南路7号264002)

通过分析、判断,找到了引起内泄漏故障的原因;从检修和日常管理等方面提出了改进建议。

关键词:空分设备;冷箱;内泄漏

Analysis and treatment of internal leakage in the cold box of air separation unit

happened in 2003 and 2005 are introduced. A detailed discussion is made for the causes of malfunctions , based on analysis and diagnosis. Some corresponding proposals are presented from the aspects of examination , repair and daily maintenance , etc.

Keywords : Air separation unit ; Cold box ; Internal leakage

烟台万华聚氨酯股份有限公司KDON - 1000/空分设备操作规程的要求,考虑空分设备已连续运

1700/ 30型空分设备由开封空分(集团)有限公司行3年(以每次大加温为界) ,装臵内可能存有杂

设计、制造,于2000年建成投产,各项产品质量、物(如固体二氧化碳等) ,决定在大修后开车时对

技术参数均达到设计指标。在空分设备运行期间,空分设备进行彻底加温。

考虑到冷箱内可能存有杂物(如固体二氧化碳等) , 6月18日07∶,空分设备停车,其内的液体

故每年大修时均对设备进行彻底加温,而在2003全部排尽,打开各排放口使冷箱内设备自然升温。

年和2005年的两次加温后开车中出现冷箱内泄漏6月19日18∶,开始对装臵进行加温。此时

故障。装臵内温度在- 85℃,加温气源为压缩吸附后的常

温、干燥空气。

6月21日19∶30 ,加温结束,测得冷箱内最高

化吸附、增压透平膨胀机、全精馏无氢制氩外压缩

6月21日19∶40 ,启动膨胀机,开始对冷箱内

设备进行冷却、积液。

塔。其精馏系统部分流程如图1所示。

2故障现象将液氧贮槽的液体返充到主冷。

6月22日11∶00 ,主冷液氧液位达到1800mm , 2003年6月开始一年一度的大修工作,根据

作者简介:罗国兵(1980—) ,男,助理工程师, 2004年毕业于河南理工大学热能与动力工程专业,现为烟台万华聚

氨酯股份有限公司气体车间技术员。

摘要:针对KDON21000/ 1700/ 30型空分设备2003年和2005年两次冷箱内泄漏的故障现象,

1流程简介

流程,下塔为筛板塔,上塔和氩塔采用规整填料

6月22日08∶00 ,当主冷温度达到- 180℃时,

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此时 ,主冷液氧液位不升反降。怀疑是由于下

塔工况调节过大 , 18小时 35分钟。

调节下塔工况 ,但主冷液位继续下降。当关闭 V2 10月 19日 01∶ ,下塔出现液空 , 03∶下塔 阀时 ,主冷液氧液位上升 ;再次打开 V2阀 ,主冷 液氧液位下降。经过多次开关 V2阀 ,怀疑问题可

能在 V2阀以后的管路上。又经仪表校对、处理 , 9mm ,开始返充液氧 ,以缩短积液时间 ,开始调纯。 液氧液位仍然下降。

因此 ,断定是 V2阀以后的液氮管道泄漏 ,造动氮压机向外输送合格氮气。 成上塔无回流液进入 ,从而导致主冷液氧液位不断

下降。于是打开冷箱 ,扒卸珠光砂 ,发现在氧压机向外输送合格氧气。

DN80mm 的液氮主管引出的 DN25mm 液氮管焊口处此时 ,同样出现主冷液氧液位不升反降的现 有熔化样的洞口。之后对此部位进行补焊处理 ,消象 ,基础温度缓慢下降 ,冷箱内压力上升。怀疑冷 除了冷箱内泄漏故障。箱内有漏点 ,并且是与主冷有密切相关的液空或液

氮管道。于是 ,进行如下试验 :开大 V2阀、关小

2005年空分设备大修时也出现了一次类似的 V1阀 ,发现主冷液氧液位开始突然上升后又下降 ; 故障。考虑到 2004年大修对装臵没有进行彻底加关小 V2阀、开大 V1阀 ,发现主冷液氧液位下降 温 ,主换热器热端温差较大 ,怀疑主换热器内可能得更快。多次试验现象一致。由此分析 ,漏点可能 存有杂物 (如固体二氧化碳等) ,准备 2005年 10在 V1阀或 V2阀之后。 月大修时对装臵进行彻底加温。根据上述现象可得出 ,最有可能的是 V2阀后

10月 16日 08∶ ,停车进行检修。有漏点。于是开始扒珠光砂检修。珠光砂扒完之后 10月 17日 19∶20 ,启动空压机 ,检修完毕开做气密性试验发现 : V4阀后管道与 V2阀后管道的 车加温。交会处 (液氮进入上塔之前) DN25mm 的管道从上

10月 18日 13∶55 ,启动膨胀机 ,开始冷却积向下断裂。将断口部位的管道切割掉 ,更换新管 , 液。此时塔内最高温度点温度为下塔 12℃,上塔并用氩弧焊焊接。

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311 2003年冷箱内泄漏原因

在 DN80mm 的液氮主管引出的 DN25mm 液氮管 焊口处有熔化样的洞口 ,此洞是安装过程中遗留的 31213 应力集中

年的运行 ,小沙眼变成足以破坏运行工况的小洞 口。当空分设备正常运行时 ,液体由小沙眼渗漏 , 由于设备建成后没有通入密封气 ,阀门与冷箱壁密

封不严 ,使冷箱外的湿空气侵入与低温气体接触而 后 ,其周围的珠光砂解冻 ,漏点暴露。再启动空分 设备后 ,液体沿着松散的珠光砂外泄而没有进入上 塔 ,使主冷液氧液位下降。

3 原因分析

团脱离管道向下坠落 ,压在管道上 ,使管道在受力 集中的地方断裂。另外 ,进冷箱内试漏时发现管道 被紧压在脚手架的钢管下面 ,可能是由于在扎架子 时又一次从上向下砸管道 ,使裂口加大。

缺陷 ,而在检漏过程中忽略了该缺陷。经过将近 3 应力集中常常发生在局部区域突变的界面上 , 当应力集中处的最大应力达到强度极限时 ,该处将 开裂。实际断口符合上述条件 ,故认为是剪切应力 所致。

造成结冰 ,把珠光砂冻成团状物。当给设备加温 在 2003年发现泄漏后 ,没有更换存有大面积 漏点的 DN80mm 管道 ,只进行补焊 ,从而使该处的 合金量降低 ,强度减弱。

4 经验与结论

2005年空分设备大修时发生的内泄漏故障同通过对两次冷箱内泄漏故障的处理 ,深刻认识 样是由于该处的 DN25mm 管断裂造成液氮泄漏 ,使到空分设备从设计、安装、调试到正式投入运行、 上塔回流液减少 ,当主冷积液量少于蒸发量时 ,主以及正常运行期间的维护保养 ,都是一项严谨细致 冷液氧液位下降。的工作 ,在今后的生产过程中应注意以下几个方

V4阀后管道与 V2阀后管道的交会处 DN25mm 面 :

管从上向下断裂原因主要有以下几个方面。 (1)设备安装、做气密性试验时 ,用户都要跟

踪检查。

V4阀前管道与垂直线有很大角度 ,接近水平 (2)设备检修及验收时 ,都要逐项检查 ,不留 安装 ,但安装时却没有设臵支撑架。死角。

(3)冷箱内外连接处要密封严实 ,减少冷损和

由于安装时阀门与冷箱的结合部位没有密封空气侵入 ,冷箱密封气必须通入。

好 ,造成冷箱内密封效果差 ,有时甚至出现负压 , (4)日常工艺操作中 ,严格遵守操作规程 ,严 这时大气中的水蒸气进入冷箱 ,并和珠光砂一起在格控制各项工艺参数 ,尤其是各控制点温度、压力 低温管道处冻结形成团状物。当设备加温时珠光砂不能骤变 ,操作要缓慢。

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中外合资唐山唐钢气体有限公司成立

由唐钢集团唐钢股份公司与中国气体工业投资公司中国气体工业投资公司以现金出资 6000万美元用于企业升 (美国)合资组成的唐山唐钢气体有限公司 ,于 2007年 3月级改造和市场开发。该公司供氧能力为 10万 m 3 / h ,未来将 28日举行了揭牌仪式 ,开始正式运行。达到 18万 m 3 / h 。

本 刊

为 30年 ,合资双方各占 50 %。唐钢以现有资产作价出资 ,

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