空分系統(tǒng)主換熱器堵塞局部加溫處理與重新開車

李雪雙

(河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司,河南平頂山 467013)

空分系統(tǒng)主換熱器堵塞局部加溫處理與重新開車

李雪雙

(河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司,河南平頂山 467013)

對(duì)KDON-3500/3200/150型空分裝置出現(xiàn)主換熱器堵塞后,進(jìn)行了冷態(tài)局部加溫處理,在重新開車過(guò)程中發(fā)生了液懸故障,提出了正確開車的方法、措施。

主換堵塞;局部加溫;開車;液懸;處理

某公司KDON-3500/3200/150型空分裝置2008年8月5日主換熱器出現(xiàn)明顯堵塞征兆:下塔壓力由正常的0.525 MPa降低至0.517 MPa,空氣進(jìn)塔氣量由19 800 Nm3/h降低至19 100 Nm3/h,空壓機(jī)出口放空閥開度達(dá)到了30%,主換熱器熱端溫差由4.5℃升至7.1℃,參數(shù)趨勢(shì)不斷變壞。由于后系統(tǒng)用氣緊張不能進(jìn)行傳統(tǒng)停車,決定采取局部加溫主換熱器的措施,最終解決了該問題。加溫后重新開車過(guò)程中,出現(xiàn)了下塔液懸故障,本文分析了重新開車發(fā)生液懸故障的原因,提出防范措施,以供同行參考。

該空分裝置采用常溫分子篩吸附、增壓透平膨脹機(jī)、空氣膨脹進(jìn)上塔流程,精餾塔為單環(huán)流篩板塔,系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要運(yùn)行技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要運(yùn)行技術(shù)參數(shù)

1 局部加溫處理過(guò)程

堵塞情況出現(xiàn)后,我們成立攻關(guān)小組,對(duì)系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析診斷。確認(rèn)了主換熱器是由于運(yùn)行周期長(zhǎng),中間出現(xiàn)過(guò)系統(tǒng)少量帶水故障造成主換熱器組堵塞了二氧化碳和水分。如果采用傳統(tǒng)的停車大加溫模式至少需要2 d才能解決,公司生產(chǎn)將會(huì)全面停頓,損失慘重。通過(guò)咨詢相關(guān)專家,決定僅對(duì)主換熱器進(jìn)行局部加溫使主換熱器空氣通道溫度升高到5～10℃,將換熱器內(nèi)部堵塞的雜質(zhì)經(jīng)過(guò)下塔排放閥排出從而消除主換堵塞故障,恢復(fù)空分正常工況,局部加溫時(shí)間估計(jì)在6～10 h左右。根據(jù)局部加溫思路,首先外購(gòu)液氧、液氮?dú)饣ＷC公司部分生產(chǎn)線用氣。其次空分冷箱系統(tǒng)停車,對(duì)主換熱器空氣通道進(jìn)行加溫操作,局部加溫流程見下頁(yè)圖1。

1.1 加溫前準(zhǔn)備

①停止向冷箱供氣前,將精餾塔下塔液體全部打入上塔,停運(yùn)膨脹機(jī)并單獨(dú)加溫;②關(guān)閉冷箱系統(tǒng)供氣閥TG-320,下塔液氮回流閥TG-127、上塔液氮回流閥JL-102、液空進(jìn)上塔閥JL-101、氮?dú)馑统龉苈烽y門、污氮送出管路閥門;③氧氣壓力設(shè)定為60 kPa投自動(dòng),自動(dòng)調(diào)節(jié)上塔壓力在55～60 kPa左右,且不超過(guò)65 kPa;④保持空壓機(jī)、預(yù)冷系統(tǒng)、分子篩系統(tǒng),膨脹機(jī)油水系統(tǒng)正常運(yùn)行。

1.2 加溫操作路線1

①全開膨脹機(jī)進(jìn)口管線排放閥P-F102、關(guān)閉膨脹機(jī)進(jìn)口總閥TG-114、膨脹機(jī)進(jìn)口切斷閥;②全開膨脹機(jī)旁通閥TG-101、膨脹機(jī)進(jìn)口手動(dòng)閥,保持增壓空氣管線壓力在0.30～0.40 MPa,加溫增壓空氣管線,60 kPa左右,且不超過(guò)65 kPa;③當(dāng)增壓空氣溫度TI-102-1由原-168℃左右升高到5～10℃時(shí)關(guān)閉以上閥門。

1.3 加溫路線2(與加溫路線1同步進(jìn)行)

①全開下塔排放閥P-F110、P-F111;②緩開進(jìn)塔總閥TG-320,控制下塔壓力在0.13～0.25MPa,加溫主換熱器進(jìn)塔空氣管線;③當(dāng)進(jìn)塔空氣溫度TI-102-2由原168℃左右升高到5～10℃時(shí)關(guān)閉以上閥門。通過(guò)約4 h加溫后,主換熱器底部溫度回升到了水分的氣化溫度,主換熱器局部堵塞的雜質(zhì)被清除。

圖1 局部加溫流程圖

2 局部加溫后重新開車

經(jīng)過(guò)將近6 h操作后,精餾塔系統(tǒng)重新啟動(dòng),但在開車過(guò)程中,下塔壓力在0.56 MPa左右,超出正常值0.04 MPa,空氣進(jìn)塔氣量由導(dǎo)氣時(shí)的18 800 Nm3/h逐步降低至600 Nm3/h,同時(shí)下塔阻力逐漸升高到27 kPa,超出儀表量程,下塔液位一直不顯示,約30 min后,空氣進(jìn)塔氣量逐步增大至19 800 Nm3/h,下塔阻力降低到0 kPa,下塔液位超過(guò)量程,明顯出現(xiàn)了下塔液懸,首次開車失敗。根據(jù)以上情況,對(duì)比參數(shù)變化,分析下塔液懸的原因?yàn)榫植考訙貢r(shí)由于主換熱器和下塔相連通,排放口在下塔,部分熱氣上升,造成下塔溫度高,開車時(shí)為了趕時(shí)間,未對(duì)下塔進(jìn)行必要的冷卻,下塔塔板溫度高,當(dāng)有回流液空時(shí),在塔板上急劇汽化,造成下塔壓力升高,阻力上升,回流液不能及時(shí)下流,產(chǎn)生了液懸故障。針對(duì)該原因,立即采取以下措施,對(duì)下塔進(jìn)行充分冷卻:①關(guān)小下塔回流閥后重新向冷箱系統(tǒng)導(dǎo)氣,控制精餾塔低負(fù)荷運(yùn)行;②導(dǎo)氣后立即開大液氮進(jìn)上塔回流閥,減少下塔回流液體量,避免液體大量氣化;③開大主冷凝蒸發(fā)器不凝氣排放閥開度,打開冷凝蒸發(fā)器氮?dú)鈧?cè)排放閥,加快下塔冷卻速度;④根據(jù)主冷凝蒸發(fā)器液位情況,及時(shí)用液氧槽車向主冷反充液氧,維持主冷液位穩(wěn)定。

經(jīng)過(guò)以上操作后,下塔壓力逐步穩(wěn)定在正常0.53MPa,空氣進(jìn)塔氣量穩(wěn)定在19 200 Nm3/h,下塔阻力穩(wěn)定在13.8 kPa,氧氣品產(chǎn)量在3 180 Nm3/h、氧氣純度達(dá)到99.5%,氮?dú)饧兌冗_(dá)到了99.999%,符合公司要求的控制指標(biāo),開車成功轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。

重新開車后,系統(tǒng)參數(shù)恢復(fù)了正常,主換熱器中部溫度由加溫前的-125.3℃恢復(fù)到正常時(shí)的-95℃,主換熱器熱端平均溫差由加溫前的7.5℃恢復(fù)到正常的3.5℃,空分系統(tǒng)局部加溫成功結(jié)束。

3 局部加溫處理經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

通過(guò)本次局部加溫及重新開車操作,我們的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是:①當(dāng)主換熱器出現(xiàn)意外進(jìn)水等故障時(shí)可以采用將精餾塔處于冷備狀態(tài),縮短空分系統(tǒng)的加溫時(shí)間,滿足生產(chǎn)用氧需求。②空分主冷凝蒸發(fā)器可通過(guò)設(shè)置液氧反充管線,節(jié)約系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間。③下塔排放閥口徑(一般為DN40)過(guò)小,不僅影響加溫時(shí)間,而且影響下塔開車投用后的分離效率,以及給重新啟動(dòng)帶來(lái)困難。④局部加溫重新開車時(shí),由于進(jìn)塔氣體溫度高,首先打開下塔排放閥門或主換熱器底部空氣排放閥將熱氣排出塔外,盡快降低下塔塔板溫度,避免下塔塔板溫度過(guò)高造成回流液大量氣化從而發(fā)生液懸或設(shè)備應(yīng)力破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

TQ051.8

B

1003-3467(2010)18-0049-02

2010-07-21

李雪雙(1964-),女,工程師,從事工程技術(shù)管理工作,電話:13064492628。