空分冷態(tài)開車階段影響氮?dú)饧兌纫蛩胤治黾按胧?/h1>
2018-03-01 03:44:16馬令軍
冶金動(dòng)力 2018年3期
馬令軍
（首鋼股份公司遷安鋼鐵公司，河北遷安 064402）
引言
首鋼股份公司遷安鋼鐵公司（以下簡(jiǎn)稱遷鋼公司）3#、4#、5#35000 m3/h 空分，采用分子篩凈化、內(nèi)壓縮流程，由法國(guó)液空公司（杭州）設(shè)計(jì)制造，分別于2009年12月至2010年5月建成投產(chǎn)。上述空分裝置生產(chǎn)中多次出現(xiàn)空分冷態(tài)短期停車后，再次開機(jī)恢復(fù)階段，低壓產(chǎn)品純氮?dú)猓ㄒ韵潞?jiǎn)稱產(chǎn)品低壓氮?dú)猓┘兌冗_(dá)到合格用時(shí)較長(zhǎng)的問題。
1 工藝流程簡(jiǎn)介
遷鋼公司 3#、4#、5#35000 m3/h空分裝置的主要工藝流程是空壓機(jī)C01將空氣壓縮至0.45 MPa，經(jīng)空冷系統(tǒng)、純化系統(tǒng)凈化后，一路空氣經(jīng)主換熱器進(jìn)入下塔，一路空氣進(jìn)入增壓機(jī)C02先經(jīng)兩級(jí)壓縮至1.90 MPa后，抽出一部分空氣經(jīng)氣體增壓膨脹機(jī)膨脹進(jìn)下塔K01，另一部分空氣再經(jīng)兩級(jí)壓縮至6.0 MPa，經(jīng)主換熱器與高壓液氧、高壓液氮換熱后進(jìn)上塔K02。下塔液空、污液氮經(jīng)過冷器節(jié)流后送入上塔，下塔純液氮經(jīng)過冷器節(jié)流后送入純氮塔K03參與精餾，純氮塔頂部低壓氮?dú)猓?jīng)過冷器、主換熱器后，經(jīng)閥門HV1501A送入低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)，若氮?dú)饧兌炔缓细?，則閥門HV1501A關(guān)閉，氮?dú)馔ㄟ^放散閥FV1501B放空。
空分產(chǎn)品低壓氮?dú)獾膲毫?0 kPa，設(shè)計(jì)產(chǎn)量35000 m3/h，生產(chǎn)工藝上要求氮?dú)饧兌群趿啃∮?0×10-6。
空分工藝流程如圖1所示。
為使各空分產(chǎn)品低壓氮?dú)獾玫胶侠砝?，?shí)現(xiàn)氮壓機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行，遷鋼公司制氧對(duì)各空分低壓氮?dú)夤艿肋M(jìn)行了組網(wǎng)，即將出空分低壓氮?dú)夤艿劳ㄟ^連接管道組合在一起，形成一個(gè)低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)，各氮壓機(jī)入口管道與該低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)相連，將低壓氮?dú)鈮嚎s后送用戶氮?dú)夤芫W(wǎng)。
空分低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)如圖2所示。
2 問題現(xiàn)象
遷鋼制氧現(xiàn)有5套空分機(jī)組，其中1#、2#空分在短期停機(jī)，冷開車恢復(fù)階段，在空分導(dǎo)入后約1.5 h，隨著入塔空氣量的增加，上塔、下塔逐步建立精餾工況，主冷液氧、產(chǎn)品低壓氮?dú)獾募兌群芸炀湍苓_(dá)到工藝要求，合格送入低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)。但3#、4#、5#空分在空分短期停車檢修后的恢復(fù)過程中，多次出現(xiàn)過產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌冗_(dá)到工藝要求用時(shí)較長(zhǎng)的問題，具體表現(xiàn)在：
（1）空分冷開車恢復(fù)階段，產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌群细裼脮r(shí)與短期停車時(shí)間有明顯正相關(guān)關(guān)系?？辗侄唐谕＼嚂r(shí)間越長(zhǎng)，冷開車恢復(fù)時(shí)產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌冗_(dá)到合格用時(shí)越長(zhǎng)。經(jīng)對(duì)各空分停車時(shí)間及恢復(fù)階段工藝數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，短期停車時(shí)間少于12 h，冷開車恢復(fù)階段產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌群细裼脮r(shí)基本沒有影響；短期停車超過24 h后，則在空分開機(jī)恢復(fù)階段產(chǎn)品低壓氮?dú)夂细裼脮r(shí)需要3 h以上，最長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到6 h。
（2）空分冷開車恢復(fù)階段，純氮塔頂部低壓氮?dú)饧兌冗_(dá)到合格，氮?dú)夂趿啃∮?0×10-6時(shí)，產(chǎn)品低壓氮?dú)夂趿咳源笥?000×10-6，含氧量由1000×10-6降至10×10-6過程緩慢。
（3）空分冷開車恢復(fù)階段，在純氮塔頂部低壓氮?dú)饧兌群细窈?，逐步增加產(chǎn)品低壓氮?dú)馊〕隽?，氮?dú)庵泻趿縿t呈逐步上升趨勢(shì)，當(dāng)產(chǎn)品低壓氮?dú)饬髁窟_(dá)到生產(chǎn)工藝要求不再增加時(shí)，氮?dú)庵泻趿恳膊辉偕蠞q，隨后呈緩慢下降趨勢(shì)。
圖1 35000 m3/h空分工藝流程圖
圖2 空分低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)圖
3 原因分析
空分冷開車恢復(fù)階段產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌群细裼脮r(shí)長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)上短期內(nèi)氮?dú)夤?yīng)緊張，需啟后備系統(tǒng)液氮泵，消耗儲(chǔ)槽大量液氮保證氮?dú)夤?yīng)，制約了空分機(jī)組運(yùn)行效益。
針對(duì)上述情況，相關(guān)專業(yè)認(rèn)真組織分析，對(duì)引發(fā)問題的各項(xiàng)因素進(jìn)行排查，以便消除問題隱患，解決生產(chǎn)實(shí)際問題。通過分析，影響產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌戎饕幸韵乱蛩兀?/p>
（1）在線分析系統(tǒng)：
35000 m3/h空分使用一套氧化鋯分析儀在線檢測(cè)氮?dú)夂趿?，?duì)空分系統(tǒng)低壓純氮?dú)夂趿康谋O(jiān)測(cè)有兩個(gè)取樣分析點(diǎn)位，第一個(gè)分析點(diǎn)AP1680A位于純氮塔頂部，純氮?dú)獬黾兊芫€上；第二個(gè)分析點(diǎn)AP1680D位于產(chǎn)品低壓氮?dú)獬鲋鲹Q熱器后，送出控制閥HV1501A前的管道上。問題發(fā)生初期，即在AP1680A顯示氮?dú)饧兌群细竦那闆r下，將分析點(diǎn)切換到AP1680D顯示氮?dú)夂趿烤嚯x純度合格仍相差上百倍，工藝人員初步認(rèn)為是在線分析儀表出了問題，導(dǎo)致分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，但將產(chǎn)品低壓氮?dú)馊庸芫€接到其他空分分析儀表上，兩個(gè)分析數(shù)值顯示基本一致，這就排除了分析儀表的問題。
之后，工藝人員為驗(yàn)證分析取樣管是否因出現(xiàn)泄漏導(dǎo)致分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，又安排從產(chǎn)品低壓氮?dú)夤芫€上增加鋪設(shè)一條臨時(shí)取樣分析管線，接到分析儀表上顯示分析結(jié)果與原有取樣點(diǎn)一致。
上述分析表明，在線分析系統(tǒng)對(duì)取樣分析的結(jié)果是準(zhǔn)確的，導(dǎo)致產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌鹊膯栴}需要從設(shè)備上和工藝上去進(jìn)一步分析解決。
（2）設(shè)備系統(tǒng)：
排除在線分析系統(tǒng)因素后，工藝人員又從空分設(shè)備上分析問題產(chǎn)生的因素，初步想到的是冷箱內(nèi)換熱器管道是否出現(xiàn)了微漏，繼而影響了氮?dú)饧兌龋辗掷溟_車恢復(fù)階段，產(chǎn)品低壓氮?dú)怆m然初始階段含氧量較高，但隨著時(shí)間的推移，其含氧量呈逐步下降的趨勢(shì)，在經(jīng)過一定時(shí)間后最終達(dá)到合格，并保持穩(wěn)定，這從根本上排除了換熱器管道泄漏問題，因?yàn)槿绻麚Q熱器管道出現(xiàn)泄漏影響會(huì)是持續(xù)的，氮?dú)夂趿考词瓜陆狄搽y以達(dá)到合格。
隨之，工藝人員分析了產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿来嬖诘闹脫Q盲區(qū)對(duì)氮?dú)夂细裼脮r(shí)的影響，產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌炔缓细裰?，氮?dú)馑凸芫W(wǎng)控制閥HV1501A是關(guān)閉的，全部氮?dú)馔ㄟ^放散閥FV1501B放空，在放散管道與HV1501A之間有一段5 m長(zhǎng)的管道，在放散期間這一段管道屬于置換盲區(qū)，分析取樣點(diǎn)也正好安裝在這段管路上，氮?dú)夂细裼脮r(shí)長(zhǎng)的問題是否跟這項(xiàng)因素有關(guān)呢？通過前一階段在產(chǎn)品低壓氮?dú)夥派⒐芫€上臨時(shí)增設(shè)取樣分析點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)氮?dú)饧兌扰c原有取樣點(diǎn)分析結(jié)果沒有變化，排除了管道置換盲區(qū)對(duì)氮?dú)饧兌鹊挠绊憽?/p>
通過對(duì)空分冷態(tài)停車期間的工藝數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，工藝人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題，當(dāng)空分冷態(tài)停車超過24 h后，產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿郎系臏囟赛c(diǎn)TE1501呈緩慢下降趨勢(shì)，一般由停車前的20℃下降至－5℃，最低時(shí)達(dá)到－10℃，而且產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿郎习惭b的流量計(jì)顯示有1000 m3/h左右的流量數(shù)值，表明產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿郎系目刂崎y門HV1501A、FV1501B關(guān)閉不嚴(yán)，造成空分冷態(tài)停車期間，有部分氣體通過兩個(gè)閥門放空或進(jìn)入系統(tǒng)管網(wǎng)。TE1501溫度過低會(huì)影響管道的運(yùn)行安全，空分操作崗位為防止TE1501持續(xù)下降，采取了降低上塔壓力的措施，將上塔壓力由40 kPa降至10 kPa，大量冷態(tài)氣體通過空分塔壓力調(diào)節(jié)閥PV1628放空，從而保證了TE1501不再下降。但上塔控制壓力的降低，導(dǎo)致主冷液位持續(xù)蒸發(fā)下降，上塔頂部的污氮?dú)馊臃治鳇c(diǎn)AP1682A顯示空分冷態(tài)停車期間，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，該分析點(diǎn)含氧量逐步上漲，停車24 h，AP1682A由停車前的0.20%上漲至15%，停車48 h以上，最高上漲至42%?？辗掷鋺B(tài)停車期間污氮?dú)夂趿康纳蠞q導(dǎo)致產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿纼?nèi)的含氧量同步上漲，停車48 h以上，AP1680D分析點(diǎn)位的數(shù)值最高達(dá)到40%。而觀察1#、2#空分冷態(tài)停車期間產(chǎn)品低壓管道內(nèi)含氧量基本沒有變化，始終保持在10×10-6以下。停車期間空分產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿纼?nèi)含氧量的大幅度升高，空分開機(jī)恢復(fù)階段，增加了產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌戎脫Q合格難度，最終導(dǎo)致了氮?dú)饧兌群细駮r(shí)間的延長(zhǎng)。因此，空分冷態(tài)停車期間，產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿揽刂崎y門或低壓純氮?dú)夥趴臻y關(guān)閉不嚴(yán)，造成管道內(nèi)含氧量逐步上升，是影響空分恢復(fù)階段產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兓细竦闹饕颉?/p>
（3）工藝及操作：
空分冷態(tài)開車恢復(fù)階段，空分崗位操作人員如果在工藝上操作不當(dāng)，也會(huì)給產(chǎn)品低壓氮?dú)夂细駮r(shí)間帶來不利影響。這主要表現(xiàn)在空分導(dǎo)入后，在主塔精餾工況未建立，上塔頂部污氮?dú)夥治鳇c(diǎn)AP1682A含氧量仍很高的情況下，崗位操作人員為防止塔內(nèi)超壓，急于打開產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿婪趴臻y，導(dǎo)致大量氧被帶入了純氮?dú)夤艿?，增加了純氮?dú)饧兌戎脫Q難度，最終影響產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌群细駮r(shí)間。
4 控制措施
通過對(duì)空分冷態(tài)開車恢復(fù)階段，影響產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌鹊母黜?xiàng)因素分析，為最終解決實(shí)際問題提供了相關(guān)依據(jù)。通過設(shè)備強(qiáng)化改造，加強(qiáng)工藝操作及管理，制訂優(yōu)化相關(guān)工藝控制措施，以解決實(shí)際生產(chǎn)問題。
4.1 設(shè)備技術(shù)改造
為解決產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿揽刂崎y門關(guān)閉不嚴(yán)問題，利用空分大加熱結(jié)束停機(jī)階段，在HV1501A閥前、FV1501B閥門后的管道上各增加一道手動(dòng)控制閥門，閥門采用密封性能較好的蝶閥。在空分冷態(tài)停車階段，關(guān)閉該手動(dòng)控制閥門，解決了因控制閥門關(guān)閉不嚴(yán)漏氣問題。
4.2 工藝優(yōu)化操作
（1）空分停機(jī)前，將下塔液空盡可能全部打入上塔，停車期間要求主冷保持高液位，以降低停車期間主冷液位的蒸發(fā)損失，防止上塔頂部含氧量快速上漲。
（2）冷箱停車期間的上塔壓力設(shè)定保持在40 kPa，減少主冷液氧蒸發(fā)導(dǎo)致的上塔頂部含氧量增加，降低空分冷態(tài)開機(jī)恢復(fù)階段產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌戎脫Q難度，有利于產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌鹊暮细瘛?/p>
（3）空分冷態(tài)停機(jī)期間，開機(jī)前檢查空分產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿纼?nèi)的含氧量，當(dāng)含氧量較高時(shí)，打開空分塔放空閥PV1628，將上塔壓力降至10 kPa左右，適當(dāng)打開HV1501A閥門，通過低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)向塔內(nèi)充入少量氮?dú)?，并?duì)管道進(jìn)行置換，從而降低產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿纼?nèi)的含氧量，有利于開機(jī)恢復(fù)階段產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌鹊暮细瘛?/p>
（4）優(yōu)化空分工藝操作，空分冷態(tài)開機(jī)恢復(fù)階段，空分導(dǎo)入后，在上塔精餾工況建立前，要求HV1501A/FV1501B保持關(guān)閉狀態(tài)，隨著入塔空氣量增加，上塔精餾工況逐步建立，污氮?dú)夂趿糠治鳇c(diǎn)AP1682A數(shù)值低于5%后，可逐步打開FV1501B放空閥，當(dāng)純氮塔頂部純氮?dú)夂趿糠治鳇c(diǎn)AP1680A數(shù)值低于10×10-6時(shí)，逐步增加產(chǎn)品低壓氮?dú)馊〕隽俊?/p>
實(shí)施上述措施后，空分冷開機(jī)恢復(fù)階段，產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌群细裼脮r(shí)有了明顯改善，氮?dú)饧兌群细裼脮r(shí)基本控制在2 h以內(nèi)。
5 結(jié)束語
通過對(duì)影響空分冷態(tài)停機(jī)期間影響產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌鹊母黜?xiàng)因素分析，針對(duì)相關(guān)問題實(shí)施設(shè)備技術(shù)改造，加強(qiáng)工藝技術(shù)操作，落實(shí)控制措施，優(yōu)化空分機(jī)組運(yùn)行，產(chǎn)品低壓氮?dú)夂细裼脮r(shí)長(zhǎng)的問題得到了基本解決，穩(wěn)定了空分機(jī)組運(yùn)行，提高了空分機(jī)組運(yùn)行效益。
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空分產(chǎn)品低壓氮?dú)獾膲毫?0 kPa，設(shè)計(jì)產(chǎn)量35000 m3/h，生產(chǎn)工藝上要求氮?dú)饧兌群趿啃∮?0×10-6。
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為使各空分產(chǎn)品低壓氮?dú)獾玫胶侠砝?，?shí)現(xiàn)氮壓機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行，遷鋼公司制氧對(duì)各空分低壓氮?dú)夤艿肋M(jìn)行了組網(wǎng)，即將出空分低壓氮?dú)夤艿劳ㄟ^連接管道組合在一起，形成一個(gè)低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)，各氮壓機(jī)入口管道與該低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)相連，將低壓氮?dú)鈮嚎s后送用戶氮?dú)夤芫W(wǎng)。
空分低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)如圖2所示。
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（1）空分冷開車恢復(fù)階段，產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌群细裼脮r(shí)與短期停車時(shí)間有明顯正相關(guān)關(guān)系?？辗侄唐谕＼嚂r(shí)間越長(zhǎng)，冷開車恢復(fù)時(shí)產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌冗_(dá)到合格用時(shí)越長(zhǎng)。經(jīng)對(duì)各空分停車時(shí)間及恢復(fù)階段工藝數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，短期停車時(shí)間少于12 h，冷開車恢復(fù)階段產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌群细裼脮r(shí)基本沒有影響；短期停車超過24 h后，則在空分開機(jī)恢復(fù)階段產(chǎn)品低壓氮?dú)夂细裼脮r(shí)需要3 h以上，最長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到6 h。
（2）空分冷開車恢復(fù)階段，純氮塔頂部低壓氮?dú)饧兌冗_(dá)到合格，氮?dú)夂趿啃∮?0×10-6時(shí)，產(chǎn)品低壓氮?dú)夂趿咳源笥?000×10-6，含氧量由1000×10-6降至10×10-6過程緩慢。
（3）空分冷開車恢復(fù)階段，在純氮塔頂部低壓氮?dú)饧兌群细窈?，逐步增加產(chǎn)品低壓氮?dú)馊〕隽?，氮?dú)庵泻趿縿t呈逐步上升趨勢(shì)，當(dāng)產(chǎn)品低壓氮?dú)饬髁窟_(dá)到生產(chǎn)工藝要求不再增加時(shí)，氮?dú)庵泻趿恳膊辉偕蠞q，隨后呈緩慢下降趨勢(shì)。
圖1 35000 m3/h空分工藝流程圖
圖2 空分低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)圖
3 原因分析
空分冷開車恢復(fù)階段產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌群细裼脮r(shí)長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)上短期內(nèi)氮?dú)夤?yīng)緊張，需啟后備系統(tǒng)液氮泵，消耗儲(chǔ)槽大量液氮保證氮?dú)夤?yīng)，制約了空分機(jī)組運(yùn)行效益。
針對(duì)上述情況，相關(guān)專業(yè)認(rèn)真組織分析，對(duì)引發(fā)問題的各項(xiàng)因素進(jìn)行排查，以便消除問題隱患，解決生產(chǎn)實(shí)際問題。通過分析，影響產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌戎饕幸韵乱蛩兀?/p>
（1）在線分析系統(tǒng)：
35000 m3/h空分使用一套氧化鋯分析儀在線檢測(cè)氮?dú)夂趿?，?duì)空分系統(tǒng)低壓純氮?dú)夂趿康谋O(jiān)測(cè)有兩個(gè)取樣分析點(diǎn)位，第一個(gè)分析點(diǎn)AP1680A位于純氮塔頂部，純氮?dú)獬黾兊芫€上；第二個(gè)分析點(diǎn)AP1680D位于產(chǎn)品低壓氮?dú)獬鲋鲹Q熱器后，送出控制閥HV1501A前的管道上。問題發(fā)生初期，即在AP1680A顯示氮?dú)饧兌群细竦那闆r下，將分析點(diǎn)切換到AP1680D顯示氮?dú)夂趿烤嚯x純度合格仍相差上百倍，工藝人員初步認(rèn)為是在線分析儀表出了問題，導(dǎo)致分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，但將產(chǎn)品低壓氮?dú)馊庸芫€接到其他空分分析儀表上，兩個(gè)分析數(shù)值顯示基本一致，這就排除了分析儀表的問題。
之后，工藝人員為驗(yàn)證分析取樣管是否因出現(xiàn)泄漏導(dǎo)致分析數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題，又安排從產(chǎn)品低壓氮?dú)夤芫€上增加鋪設(shè)一條臨時(shí)取樣分析管線，接到分析儀表上顯示分析結(jié)果與原有取樣點(diǎn)一致。
上述分析表明，在線分析系統(tǒng)對(duì)取樣分析的結(jié)果是準(zhǔn)確的，導(dǎo)致產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌鹊膯栴}需要從設(shè)備上和工藝上去進(jìn)一步分析解決。
（2）設(shè)備系統(tǒng)：
排除在線分析系統(tǒng)因素后，工藝人員又從空分設(shè)備上分析問題產(chǎn)生的因素，初步想到的是冷箱內(nèi)換熱器管道是否出現(xiàn)了微漏，繼而影響了氮?dú)饧兌龋辗掷溟_車恢復(fù)階段，產(chǎn)品低壓氮?dú)怆m然初始階段含氧量較高，但隨著時(shí)間的推移，其含氧量呈逐步下降的趨勢(shì)，在經(jīng)過一定時(shí)間后最終達(dá)到合格，并保持穩(wěn)定，這從根本上排除了換熱器管道泄漏問題，因?yàn)槿绻麚Q熱器管道出現(xiàn)泄漏影響會(huì)是持續(xù)的，氮?dú)夂趿考词瓜陆狄搽y以達(dá)到合格。
隨之，工藝人員分析了產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿来嬖诘闹脫Q盲區(qū)對(duì)氮?dú)夂细裼脮r(shí)的影響，產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌炔缓细裰?，氮?dú)馑凸芫W(wǎng)控制閥HV1501A是關(guān)閉的，全部氮?dú)馔ㄟ^放散閥FV1501B放空，在放散管道與HV1501A之間有一段5 m長(zhǎng)的管道，在放散期間這一段管道屬于置換盲區(qū)，分析取樣點(diǎn)也正好安裝在這段管路上，氮?dú)夂细裼脮r(shí)長(zhǎng)的問題是否跟這項(xiàng)因素有關(guān)呢？通過前一階段在產(chǎn)品低壓氮?dú)夥派⒐芫€上臨時(shí)增設(shè)取樣分析點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)氮?dú)饧兌扰c原有取樣點(diǎn)分析結(jié)果沒有變化，排除了管道置換盲區(qū)對(duì)氮?dú)饧兌鹊挠绊憽?/p>
通過對(duì)空分冷態(tài)停車期間的工藝數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，工藝人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題，當(dāng)空分冷態(tài)停車超過24 h后，產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿郎系臏囟赛c(diǎn)TE1501呈緩慢下降趨勢(shì)，一般由停車前的20℃下降至－5℃，最低時(shí)達(dá)到－10℃，而且產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿郎习惭b的流量計(jì)顯示有1000 m3/h左右的流量數(shù)值，表明產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿郎系目刂崎y門HV1501A、FV1501B關(guān)閉不嚴(yán)，造成空分冷態(tài)停車期間，有部分氣體通過兩個(gè)閥門放空或進(jìn)入系統(tǒng)管網(wǎng)。TE1501溫度過低會(huì)影響管道的運(yùn)行安全，空分操作崗位為防止TE1501持續(xù)下降，采取了降低上塔壓力的措施，將上塔壓力由40 kPa降至10 kPa，大量冷態(tài)氣體通過空分塔壓力調(diào)節(jié)閥PV1628放空，從而保證了TE1501不再下降。但上塔控制壓力的降低，導(dǎo)致主冷液位持續(xù)蒸發(fā)下降，上塔頂部的污氮?dú)馊臃治鳇c(diǎn)AP1682A顯示空分冷態(tài)停車期間，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，該分析點(diǎn)含氧量逐步上漲，停車24 h，AP1682A由停車前的0.20%上漲至15%，停車48 h以上，最高上漲至42%?？辗掷鋺B(tài)停車期間污氮?dú)夂趿康纳蠞q導(dǎo)致產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿纼?nèi)的含氧量同步上漲，停車48 h以上，AP1680D分析點(diǎn)位的數(shù)值最高達(dá)到40%。而觀察1#、2#空分冷態(tài)停車期間產(chǎn)品低壓管道內(nèi)含氧量基本沒有變化，始終保持在10×10-6以下。停車期間空分產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿纼?nèi)含氧量的大幅度升高，空分開機(jī)恢復(fù)階段，增加了產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌戎脫Q合格難度，最終導(dǎo)致了氮?dú)饧兌群细駮r(shí)間的延長(zhǎng)。因此，空分冷態(tài)停車期間，產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿揽刂崎y門或低壓純氮?dú)夥趴臻y關(guān)閉不嚴(yán)，造成管道內(nèi)含氧量逐步上升，是影響空分恢復(fù)階段產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兓细竦闹饕颉?/p>
（3）工藝及操作：
空分冷態(tài)開車恢復(fù)階段，空分崗位操作人員如果在工藝上操作不當(dāng)，也會(huì)給產(chǎn)品低壓氮?dú)夂细駮r(shí)間帶來不利影響。這主要表現(xiàn)在空分導(dǎo)入后，在主塔精餾工況未建立，上塔頂部污氮?dú)夥治鳇c(diǎn)AP1682A含氧量仍很高的情況下，崗位操作人員為防止塔內(nèi)超壓，急于打開產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿婪趴臻y，導(dǎo)致大量氧被帶入了純氮?dú)夤艿?，增加了純氮?dú)饧兌戎脫Q難度，最終影響產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌群细駮r(shí)間。
4 控制措施
通過對(duì)空分冷態(tài)開車恢復(fù)階段，影響產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌鹊母黜?xiàng)因素分析，為最終解決實(shí)際問題提供了相關(guān)依據(jù)。通過設(shè)備強(qiáng)化改造，加強(qiáng)工藝操作及管理，制訂優(yōu)化相關(guān)工藝控制措施，以解決實(shí)際生產(chǎn)問題。
4.1 設(shè)備技術(shù)改造
為解決產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿揽刂崎y門關(guān)閉不嚴(yán)問題，利用空分大加熱結(jié)束停機(jī)階段，在HV1501A閥前、FV1501B閥門后的管道上各增加一道手動(dòng)控制閥門，閥門采用密封性能較好的蝶閥。在空分冷態(tài)停車階段，關(guān)閉該手動(dòng)控制閥門，解決了因控制閥門關(guān)閉不嚴(yán)漏氣問題。
4.2 工藝優(yōu)化操作
（1）空分停機(jī)前，將下塔液空盡可能全部打入上塔，停車期間要求主冷保持高液位，以降低停車期間主冷液位的蒸發(fā)損失，防止上塔頂部含氧量快速上漲。
（2）冷箱停車期間的上塔壓力設(shè)定保持在40 kPa，減少主冷液氧蒸發(fā)導(dǎo)致的上塔頂部含氧量增加，降低空分冷態(tài)開機(jī)恢復(fù)階段產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌戎脫Q難度，有利于產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌鹊暮细瘛?/p>
（3）空分冷態(tài)停機(jī)期間，開機(jī)前檢查空分產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿纼?nèi)的含氧量，當(dāng)含氧量較高時(shí)，打開空分塔放空閥PV1628，將上塔壓力降至10 kPa左右，適當(dāng)打開HV1501A閥門，通過低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)向塔內(nèi)充入少量氮?dú)?，并?duì)管道進(jìn)行置換，從而降低產(chǎn)品低壓氮?dú)夤艿纼?nèi)的含氧量，有利于開機(jī)恢復(fù)階段產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌鹊暮细瘛?/p>
（4）優(yōu)化空分工藝操作，空分冷態(tài)開機(jī)恢復(fù)階段，空分導(dǎo)入后，在上塔精餾工況建立前，要求HV1501A/FV1501B保持關(guān)閉狀態(tài)，隨著入塔空氣量增加，上塔精餾工況逐步建立，污氮?dú)夂趿糠治鳇c(diǎn)AP1682A數(shù)值低于5%后，可逐步打開FV1501B放空閥，當(dāng)純氮塔頂部純氮?dú)夂趿糠治鳇c(diǎn)AP1680A數(shù)值低于10×10-6時(shí)，逐步增加產(chǎn)品低壓氮?dú)馊〕隽俊?/p>
實(shí)施上述措施后，空分冷開機(jī)恢復(fù)階段，產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌群细裼脮r(shí)有了明顯改善，氮?dú)饧兌群细裼脮r(shí)基本控制在2 h以內(nèi)。
5 結(jié)束語
通過對(duì)影響空分冷態(tài)停機(jī)期間影響產(chǎn)品低壓氮?dú)饧兌鹊母黜?xiàng)因素分析，針對(duì)相關(guān)問題實(shí)施設(shè)備技術(shù)改造，加強(qiáng)工藝技術(shù)操作，落實(shí)控制措施，優(yōu)化空分機(jī)組運(yùn)行，產(chǎn)品低壓氮?dú)夂细裼脮r(shí)長(zhǎng)的問題得到了基本解決，穩(wěn)定了空分機(jī)組運(yùn)行，提高了空分機(jī)組運(yùn)行效益。
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