故障處理文章編號:1009-9425(2004)05-0029-02空分啟動階段主換熱器熱端溫差過大的原因分析及處理曾周華(南昌鋼鐵有限責任公司制氧廠,江西省南昌市羅家鎮(zhèn)330012)摘要:介紹了空分設備啟動階段主換熱器熱端溫差過大的現(xiàn)象和原因,通過計算膨脹機的最大膨脹量,得出膨脹量偏大是導致熱端溫差過大的原因。關鍵詞:空分設備;熱端溫差;膨脹機;過冷;主換熱器中圖分類號:TB657.5文獻標識碼:BAnalyzing the excessive temperature difference at warm endof a main heat exchanger during start-up of an asu and solutionsOxygen Producing Factory: Nanchang Iron and Steel Co, Ltd, Luojia County 330012, NanchangJiangxi. P R China)Abstract: The appearance and causes linking to the excessive temperature difference at warm end of a main heatexchanger during start-up of an air separation unit are outlined. By calculating the maximum expansion capacity of anexpander, it is concluded that the higher expansion capacity can result in the excessive temperature difference at warmKeywords: Air separation unit; Temperature difference at warm end; Expander; Subcooling: Main heat exchanger1故障現(xiàn)象鍵是熱端溫差過大,熱交換不充分,致使膨脹機制南昌鋼鐵有限責任公司制氧廠4500m3/h空分得的大量冷量被返流氣體帶走,沒有足夠的低溫冷設備于2004年4月22日首次開車。先對冷箱內的量使氣體液化。容器和管線進行長時間干燥,全面取樣分析合格表140mh空分設備4月23日15:00系統(tǒng)部分參數(shù)后,于23:15啟動兩臺膨脹機,隨著塔內溫度的不溫度/℃流量/(m3/h)斷下降,4月23日1:45下塔出現(xiàn)液體;伴隨下塔氣進塔氰氣出塔氯氣出出塔上塔頂部主冷氧空氣量膨脹量液空不斷節(jié)流至上塔,上塔和主冷溫度不斷下降。135.65.2481801800090015:00系統(tǒng)參數(shù)如表1根據表1,15:00主冷溫度已經達到氧氣對應2故障原因壓力下的飽和溫度,然而在接下來的4小時里主冷分析后認為,造成主冷遲遲不能出現(xiàn)液體的原始終沒有出現(xiàn)液體。因為設計膨脹量為300m3/h,因是主換熱器熱端溫差過大。精餾系統(tǒng)流程如圖很顯然,9000m3/h膨脹量足以滿足積液要求,關所示。造成主換熱器熱端溫差過大的原因可能有兩收稿日期:200406-08作者簡介:曾周華(1981—),男,助理工程師,2003年大連理工大學制冷與低溫工程專業(yè)本科畢業(yè),現(xiàn)在南昌鋼鐵有限責任公司制氧4500車間從事技術工作。深冷技術2004年第5期Cryogenic Technology No 5 2004故障處理曾周華:空分啟動階段主換熱器熱端溫差過大的原因分析及處理方面:一個是主換熱器本身換熱能力不足,主要是根據表2,我們可以將可能的原因進行分析和由于換熱面積減小和換熱系數(shù)減小引起的;另一個排除。如果增壓冷卻器漏水,那么冷卻器后面的微是我們操作不當,冷量分配不合理。根據單機測試量水分析值將偏大,并且增壓通道阻力將增加。采時設備反映出的問題以及借鑒本廠同類機組的經用便攜式露點儀進行分析,水分含量低于10×驗,下面將可能原因列為表2。10-6,排除可能性①;由于增壓空氣水含量達標,表24500m3/h空分設備主換熱器溫差過大的可能原因基本排除可能性②;由于分子篩在開機前活化處理可能原因具體表現(xiàn)時出現(xiàn)床層泄漏,我們特別加固分子篩過濾網,可能性③基本排除;如果主換熱器微漏,那么不至于換熱①增壓冷卻器漏水,水分在主換熱器增壓通道凍結換熱系數(shù)②分子篩吸附能力不夠,HQO,CO2堵塞空氣通道對換熱有如此大影響,要是泄露嚴重,那么中壓空能力?、鄯肿雍Y顆粒、粉末堵塞空氣通道氣將大量進入低壓返流通道,返流氣體出塔壓力將泄漏④制造質量問題或加溫、冷卻驟變引起主換熱器破裂明顯變化,而實際上各返流氣體壓力沒有明顯波⑤進E1、F2、E3下塔空氣量分配不合理動,排除了可能性④。操作有誤⑥增壓空氣和進下塔空氣量分配不合理3世冷器增壓機膨脹機圖14500m3/h空分設備精餾系統(tǒng)流程簡圖現(xiàn)在最可能的原因為操作方法了。由于我們使膨脹機“過冷”。這樣,主換熱器熱段也相對“過用的是三個單元的主換熱器,在返流量不變條件冷”,熱端溫差過大,返流氣體嚴重復熱不足,出下,只能通過Ⅵ1、V2、V3配合調整熱端溫差。經塔溫度必然過低。膨脹機制得的冷量不能全部用于過調整,三股返流氣出塔溫度相等,但是熱端溫差積累液體,而是大部分被返流氣體帶走。由于主冷依然過大,排除可能性⑤?，F(xiàn)在只有一種可能,即還沒有工作,要解決“過冷”問題只能降低膨脹量。膨脹量和空氣進下塔量分配不合理。找到了熱端溫差過大的真正原因后,2004年4根據操作說明書,最大膨脹量與加工空氣量比月23日19:00我們停運一臺膨脹機,膨脹量降低即最大膨脹比為36%。到4500m3h,很快主冷出現(xiàn)液體,熱端溫差降低根據表1,膨脹空氣量占加工空氣比率高達至3℃以內50%,大大超過了最大膨脹比36%。本套機組配置的膨脹機容量為9000m3/h,而3處理措施加工空氣量設計為25000m3/h,最大膨脹量為由于膨脹量過大,正流進下塔的空氣量只有2500036%=900m/h,說明膨脹量配置比較合900m3/h,而返流氣體進主換熱器溫度不變,使得理,如果加工空氣量達到正常值,就不會出現(xiàn)膨脹主換熱器中部溫度偏低,增壓空氣出主換熱器中抽機“過冷”問題。但是開機時主冷未開始工作階閥V4全開、V5全關時膨脹機機前溫度仍然接近段,膨脹機滿負荷運轉必將造成“過冷”,所以開145℃。為防止膨脹機帶液,膨脹機機前溫度不能機階段要特別注意控制膨脹空氣比率,防止膨脹機低于-150℃。此時機前溫度已經沒法調整,造成過冷。◆Cryogenic Technology No 5 2004深冷技術2004年第5期