原作者:陳明關連波朱偉凱出處:浩良河化肥廠空分車間，黑龍江伊春市南岔區浩良河鎮，153103
【**摘要】介紹浩良河化肥廠新上6000m3／h空分裝置的工藝設計改進、裝置的除錯開車，以及存在問題與建議。是對產品初步設計會審的整改，使之借鑑了同類產品的經驗，彌補了部分設計缺陷，從而使產品一次除錯開車成功。
我廠2023年3月與中國空分裝置公司簽定了一套6000m3／h分子篩增壓流程空分裝置的供貨合同，其中空分裝置主體由哈爾濱製氧機廠設計製造，配套的透平空壓機由杭州製氧機集團****設計製造，計算機集散控制系統和冷水機組是分別引進美國霍尼韋爾公司的tdc3000和頓漢布希公司的旋轉螺桿式。2023年5月開始安裝，10月15日一次除錯開車成功並人管網，氧氮產量及其它主要指標均達到或超過設計要求。
1 工藝設計改進
開車成功，回溯我們對初步工藝設計的改進，實踐證明是可行的。合同簽訂後，一方面，我們去有關廠家考查同型別空分裝置在各使用者的工藝運轉情況；另一方面，我們查閱《深冷技術》等資料，借鑑有關經驗，對哈氧廠提供的初步工藝設計圖紙，反覆進行研究討論，最後在由中空公司組織、浩化廠和哈氧廠以及吉化設計院參與的會上，共同對浩化6000m3／h空分的初步工藝設計逐項進行審查，彌補了部分設計缺陷。現將工藝設計改進簡介如下：
(1)主換熱器設計由集合型換熱改為分散型換熱，是因為分散型主換熱器在製造、安裝和執行可靠性等方面有許多優點。對其板束長度和增壓空氣通道數以及增壓空氣中、低抽位置也都做了改進調整。
(2)在主換熱器與下塔間的空氣管路上設一dn400截止閥，當主換熱器空氣通道出現h20和c02堵塞時，只要關閉此閥，隔離主換熱器與精餾塔之間的聯絡，就能縮短裝置加熱過程，提前產品氧氮的輸出時間。需要注意的是，當主換熱器加熱結束裝置再導氣開車時，要先把主換熱器冷端冷卻到接近—170℃時，再緩慢開進下塔空氣閥門，避免主冷液體過度蒸發，造成主冷積液難和形成主冷不安全使用因素。
(3)為防止純化器內的分子篩粉末進入塔系統，在空氣出純化器後設定一過濾器。為此，需要在過濾器出人口管和所加旁通管上增加三個dn400閘閥，乙個dn200截止閥。見圖1。
(4)為縮短啟動時間，增壓膨脹機膨脹量由3200m3／h增加到3800m3／h(實際可達4500m3／h)。此外，增壓機增設人口導葉機構，膨脹機人口溫度由手動閥調節改為氣動閥自調節。總之，增加設計膨脹量，能縮短開車時間，起到早出產品氧氮之目的。
(5)冷水機組設定單體試車流程。我們在安裝中的改進做法是，在冷凍水入空冷塔前進水總管上，分別加閥a和閥b兩個截止閥，低溫水幫浦入口總管上再加閥c閘板閥。見圖2。
在進行冷水機組單體試車時，閥a和閥c關閉，低溫水不進行閉路迴圈。閥a截止冷凍水進入空冷塔，閥c截止迴圈上水進入塔內，而閥b的作用是調節冷凍水壓力和流量。在冷水機組試車結束後，全開閥a和閥c，關閉閥b，恢復正常流程。
此外，因我廠迴圈水質較差，為保證冷水機冷凝器的換熱效果，冷凝器冷卻上水管路上又增加乙個y字型過濾器。
(6)為減少分子篩吸附器切換時對上塔壓力的影響，產品氧氮放空閥公稱通徑從dn200改為dn300。經開車驗證，此改進是成功的。此外我們在1％液氧排放管出冷箱後，進噴射蒸發器前，加乙個dn400截止閥，以防氣動調節閥失去關嚴作用時，用截止閥來控制。
(7)5tyd160型空壓機送氣閥和放空閥選用氣動調節閥。這樣無論壓縮機因何種事故帶壓停車，送氣閥自動關閉，放空閥自動開啟，能有效起到保護壓縮機的安全作用。
另外，針對我廠新6000m3／h空分裝置投運後，存在著空壓機無備機，而我廠原為「3200」空分裝置配套的兩台lg63c1×2-63d螺桿空壓機，一用一備。為充分發揮備用空壓機的作用，在兩台螺桿空壓機出口總管上分別引出兩個dn500蝶閥，乙個閥向切換板式6000m3／h空分供氣，另乙個閥往新6000m3／h空分供氣，解決了兩台螺桿空壓機為兩套空分不同供氣壓力的備用機問題。在新6000m3／h空分投運後，我們曾用螺桿空壓機供過氣，實踐證明效果較好。
2 裝置除錯開車
2023年10月9日14：30，啟動膨脹機開始冷開車，歷經81小時，生產出合格量的產品氧氮氣。總結開車經驗，經歷了幾個曲折過程，具體有以下幾個問題：
(1)下塔液空液位變送器平衡閥未關嚴，使下塔液位長時間的恆定在300mm，由此而導致在工況調節上的失誤，致使下塔阻力計正壓管進液，下塔阻力指示偏高達到28kpa(工藝指標15kpa)。
(2)下塔液空分析管接錯位置，致使整個積液過程中液空純度分析始終是空氣中的氧含量。這個問題也引起在調節上的失誤。最後把冷箱外的液空分析管接在下塔液位計備用正壓閥上，得到了正常的液空純度。
(3)在調整氧純度上，氧氣取出量在6000m3／h，但純度只有98％左右，反覆查其原因，是氧流量變送器正壓管吹除閥未關嚴。關閉吹除閥後，經調整使氧產量與純度達到了設計要求。
(4)在調整氮純度上，我們按輔塔阻力工藝指標4．5kpa操作，有時提高到5．5kh左右，其目的是保證下塔阻力15kpa的工藝指標。但氮氣純度在純化器交換過程中很不穩定，而且氮氣中含氧多在40×10-6以上。為此，我們又稍開大v-8閥，把輔塔阻力提到6．3kpa左右，雖然下塔阻力低於15kpa，但氮氣中含氧降到5×10-6以下，滿足了我廠造氣工藝對氮氣高純度的要求。
3 存在問題與建議
3．1 冷水機組
中國空分裝置公司成套引進的美國頓漢·布希水冷式雙螺桿單壓縮機冷水機組，其運轉效能良好，操作步驟高效而可靠。但該機組易出現冷凝器冷凝壓力過高而引起的電機過載跳車，如在短時間內恢復不了執行，勢必要造成純化器後空氣中co2含量超標。該機組冷凝器壓力是通過冷卻水量調節控制，當出現冷凝器水入口過濾器嚴重堵塞或迴圈水溫度公升高，操作工又巡檢不認真時，機組就出現突然停車。
為此，冷水機組選用雙壓縮機和使用軟化水以及增設冷凝器冷凝壓力過高報警裝置之後，應在工程設計配套上就引起重視，在操作工藝管理上還要加強操作工人的崗位責任心。
3．2 增壓機冷卻器
兩台增壓透平膨脹機配套的增壓冷卻器，在工藝流程上是合二為一使用，冷卻水是來自冷水機組後的節流降壓低溫水。其結構是鋼製管殼式，即管程走氣殼程走水。這就與冷水機組是相同的水質要求，而我廠現在使用的冷凍水是迴圈水，其水質是靠冷凍水幫浦入口過濾器來保證，這也不利於增壓冷卻器的長期使用。
3．3 空冷塔後設分離器
空氣經純化器後再進主換熱器，但在操作中若出現空氣經空冷塔流速快或迴圈水大量加藥，都可能把水帶進純化器內，加重了純化器床層下部分子篩的吸附量，次數較多，要影響分子篩的使用週期。為此，建議空分裝置製造廠家，應在分子篩流程中，空冷塔後空氣管路增設水分離器，以有效避免在出現意外事故時，把水帶入純化器內。
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