一起粗氩塔严重氮塞故障的分析和启示

*故障排除*

收稿日期:2009 10 19;修回日期:2009 12 02

作者简介:孙连杰,男,1973年生,工程师,2002年7月毕业于青岛科技大学计算机科学与技术专业,现在淄博齐鲁比欧西气体有限责任公司从事技术管理工作,担任技术主管。

一起粗氩塔严重氮塞故障的分析和启示

孙连杰

(淄博齐鲁比欧西气体有限责任公司,山东省淄博市临淄区辛化路8号 255410)

摘要:以淄博齐鲁比欧西气体有限责任公司KDON 45000/30000型空分设备为例,介绍由于工况调整不及时和制氩系统停运操作不当所导致的粗氩塔氮塞故障现象,以及采取的处理措施,总结了经验教训,提出稳定氩馏分中氩含量是防止发生严重氮塞故障的最根本办法。

关键词:大型空分设备;制氩系统;粗氩塔;氮塞;氩馏分中图分类号:TQ116 43 文献标识码:B

Analysis of and lesson from a serious nitrogen blocking trouble

of crude argon colu mn

Sun Lianjie

(Zibo Qilu BOC Gas Co.,L td.,8X inhua Road ,L inz i Distr ict,Zibo 255410,Shandong ,P.R.China)

Abstract:H ere,w ith M odel KDON 45000/30000air separation plant of Zibo Qilu BOC Gas Co.,Ltd.as example,the nitrogen blocking trouble in crude argon colum n resulted from failure to timely adjust the case and improper outag e of argon generating system as well as the corrective measures are described,the lesson is summarized,and the best solution is raised to avoid serious nitrogen blocking trouble through stabilizing argon content in argon fraction.

Keywords:Large sized air separation plant;Argon generating system;Crude argon column;Nitrogen blocking;Argon fraction

1 KDON 45000/30000型空分设备工艺流

程简介

淄博齐鲁比欧西气体有限责任公司(以下简称:BQG)新建的KDON 45000/30000型空分设备,于2008年10月底完成试车,11月初开始试运行,2009年4 5月随同乙烯装置停车检修。2009年5月16日检修后启动,空分设备稳定运行。

KDON 45000/30000型空分设备为连续性全提

取空分设备,采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、全浸浴式主冷、全精馏无氢制氩及液氧内压缩、氮气外压缩流程,上塔、粗氩塔和精氩塔均采用规整填料塔,下塔采用筛板塔。空气预冷系统、分子筛纯化系统、精馏塔系统等由杭州杭氧股份有限公司设计、制造,原料空压机和空气增压机采用沈鼓集团和西门子公司合作生产,膨胀机和低温液体泵采用进口产品。

KDON 45000/30000型空分设备制氩系统部分工艺流程如图1所示。

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图1 BQG KDON 45000/30000型空分设备制氩系统部分工艺流程示意图

2 故障现象

2008年12月5日09:50左右,分子筛纯化系统切换升压时,均压阀自动打开,造成上塔操作压力下降,氩馏分中氩、氮含量升高,由于当班操作人员未及时打开空压机进口导叶,导致进粗氩塔的氩馏分中氩含量超标,在15%(满量程)以上。09:51,由于粗氩塔氮塞严重,打开粗氩冷凝器粗氩放空调节阀PV65701B后仍不能排除,被迫停运粗氩塔。原进入粗氩冷凝器回流至上塔的液空,此时只能通过下塔至上塔的液空阀进入上塔,而液空量的突然增大,下塔至上塔的液空阀不能及时打开,致使下塔液位从36 85%开始升高(设定液位35%),上升至60 23%时,DCS控制系统显示下塔至上塔的液空阀全开,下塔液位在10:09达到97 18%。

后至现场检查,发现下塔至上塔的液空阀因卡阻未及时打开,下塔的阻力从正常的22 72kPa(G,下同)降至19 37kPa,下塔的精馏工况遭到破坏。期间,粗氩!塔去粗氩∀塔的粗氩流量FI65702在5分钟内从35737m3/h降至4315m3/h;同时,粗氩塔的高氩含量液体回流至上塔,主冷液氧液位从正常的70%迅速增高至80%,从而使主冷的液氧纯度下降:10:30至10:45,液氧纯度降到98%以下,最低达到97 3%;11:05,主冷液氧液位最低降到48 81%;13:27,主冷液氧液位升高到69 13%,基本正常;15:20,液氧纯度恢复到99 6%。3 原因分析

(1)精馏塔工况波动时(分子筛纯化系统切换升压),由于当班操作人员缺少操作经验,对氩馏分控制不当,调整不及时,造成氩馏分氮含量上升,氮塞严重,这是产生氮塞的根本原因。

(2)氮塞发生时,因粗氩塔停运速度太快,使粗氩∀塔的精馏工况迅速被破坏,塔内液体因没有上升气流托持,造成高氩含量液体快速流至塔釜。此时,塔釜的高氩含量液体又被循环粗氩泵打入了粗氩!塔,进而流入上塔。因此来不及进行充分精馏的高氩含量液体大量地进入主冷,引起主冷液氧液位快速上涨,液氧纯度下降,导致外送产品氧气质量不合格。

(3)下塔液空阀失灵,加剧了精馏塔工况的波动,使精馏工况遭受了一定程度的破坏。这可能与试车时仪表气进水有关,寒冷天气使定位器失灵。

4 处理措施

(1)根据经验,当空分设备粗氩塔发生氮塞时,通常是粗氩∀塔顶部压力升高,粗氩塔阻力减小,有时粗氩∀塔底部的液位也会有所上升。这时应该增加粗氩的取出量。如果氮塞不严重,可以开大粗氩去精氩塔的阀门,以消除氮塞;发生严重氮塞时,则应该打开粗氩放空阀,放空一部分粗氩气,直至粗氩塔恢复正常工作。由于此次氮塞情况严重,即使全开PV65701B阀,仍不能使粗氩冷凝器正常工作,粗氩塔恢复正常工况,因此应停运精氩塔。

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