空分设备冷箱内泄漏的分析与处理

收稿日期:2006 11 20;修回日期:2007 08 13

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。

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)

摘要:针对KDON 1000/1700/30型空分设备2003年和2005年两次冷箱内泄漏的故障现象,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

中图分类号:TQ116 11 文献标识码:B

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

Luo Guo bing,Ju Yu ming

(Yantai Wanhua Polyurethane Co ,Ltd ,7Xingfu South Road,Yantai 264002,Shandong,P R China)Abstract:Internal leakage malfunctions in the cold box of a KDON 1000/1700/30type air separation unit happened in 2003and 2005are 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-1000/1700/30型空分设备由开封空分(集团)有限公司设计、制造,于2000年建成投产,各项产品质量、技术参数均达到设计指标。在空分设备运行期间,考虑到冷箱内可能存有杂物(如固体二氧化碳等),故每年大修时均对设备进行彻底加温,而在2003年和2005年的两次加温后开车中出现冷箱内泄漏故障。

1 流程简介

KDON 1000/1700/30型空分设备采用分子筛净化吸附、增压透平膨胀机、全精馏无氢制氩外压缩流程,下塔为筛板塔,上塔和氩塔采用规整填料塔。其精馏系统部分流程如图1所示。

2 故障现象

2 1 2003年冷箱内泄漏

2003年6月开始一年一度的大修工作,根据

空分设备操作规程的要求,考虑空分设备已连续运行3年(以每次大加温为界),装置内可能存有杂物(如固体二氧化碳等),决定在大修后开车时对空分设备进行彻底加温。

6月18日07 00,空分设备停车,其内的液体全部排尽,打开各排放口使冷箱内设备自然升温。6月19日18 00,开始对装置进行加温。此时装置内温度在-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,测得冷箱内最高温度为31 8!。

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。

6月22日08 00,当主冷温度达到-180!时,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,分析氮气纯度为99 999%,开始向用户送气。

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图1 KDON 1000/1700/30型空分设备精馏系统部分流程示意图

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,氧气蒸发量过大而造成的。重新调节下塔工况,但主冷液位继续下降。当关闭V2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,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DN80mm的液氮主管引出的DN25mm液氮管焊口处有熔化样的洞口。之后对此部位进行补焊处理,消除了冷箱内泄漏故障。

2 2 2005年冷箱内泄漏

2005年空分设备大修时也出现了一次类似的故障。考虑到2004年大修对装置没有进行彻底加温,主换热器热端温差较大,怀疑主换热器内可能存有杂物(如固体二氧化碳等),准备2005年10月大修时对装置进行彻底加温。

10月16日0830,停车进行检修。

10月17日1920,启动空压机,检修完毕开车加温。

10月18日1355,启动膨胀机,开始冷却积液。此时塔内最高温度点温度为下塔12!,上塔顶部温度为-9 8!,主冷温度为-9 2!,加温历时18小时35分钟。

10月19日0120,下塔出现液空,0345下塔温度-163 4!,上塔顶部温度-173 5!,主冷温度-179 8!,温度基本无变化,主冷液氧液位达9mm,开始返充液氧,以缩短积液时间,开始调纯。

10月19日0540,氮气纯度为99 999%,启动氮压机向外输送合格氮气。

10月19日0630,氧气纯度为99 6%,启动氧压机向外输送合格氧气。

此时,同样出现主冷液氧液位不升反降的现象,基础温度缓慢下降,冷箱内压力上升。怀疑冷箱内有漏点,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V1阀,发现主冷液氧液位开始突然上升后又下降;关小V2阀、开大V1阀,发现主冷液氧液位下降得更快。多次试验现象一致。由此分析,漏点可能在V1阀或V2阀之后。

根据上述现象可得出,最有可能的是V2阀后有漏点。于是开始扒珠光砂检修。珠光砂扒完之后做气密性试验发现:V4阀后管道与V2阀后管道的交会处(液氮进入上塔之前)DN25mm的管道从上向下断裂。将断口部位的管道切割掉,更换新管,并用氩弧焊焊接。

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