1、渭河空分裝置典型故障及處理張小軍（渭河煤化工集團有限責任公司，陜西渭南，714000）摘 要：回顧和總結了渭河煤化工集團空分裝置開車近7年來的典型故障和處理措施，提 出了技術、管理等方面應吸取的經驗和教訓。關鍵詞：空分裝置典型故障 處理我公司為滿足以德士古水煤漿加壓氣化，低溫甲醇洗、液氮洗凈化，年產合成氨30萬 噸、尿素52萬噸生產的需求，從法國液空公司（AirLiquid）引進一套40000M3/hr氧量的 空分裝置。技術采用離心式空氣、氮壓縮機，吸附器脫除水、二氧化碳、碳氫化合物，氮氣 增壓、膨脹制冷流程，液氧泵及高效的板翅式換熱器，預留有粗氬抽取口。從1995年10 月開始試車，至今已運

2、行將近7年，期間出現了許多典型故障并得以處理，在技術、管理等 方面值得總結。空壓機段間冷卻器、流道、轉子積灰垢嚴重。2001年2月份及2002年3月份，空壓機均表現出轉速不穩，防喘振閥頻繁打開 的現象。在適當提高轉速后情況有所好轉，但未從根本上解決問題。空分負荷受到很 大影響，最低維持到75%負荷。最后終因負荷受限，甚至空壓機軸振動高，而被迫進 入大檢修階段。打開空壓機后發現，空壓機段間冷卻器、流道、轉子積灰垢嚴重。尤其是在空壓 機轉子二級葉輪以后，由于空壓機段間冷卻器泄漏的循環水與空氣通道中的灰塵混合 后，在壓縮機的彎道、冷卻器表面、轉子表面等地方結垢嚴重，局部彎道積灰垢達2cm； 另外由于

3、壓縮機段間冷卻器表面疏水板工作不正常，底部疏水空孔堵塞等導致壓縮機 段間空氣中的水份分離效果不好，與通道空氣中的灰塵混合，結垢于段間冷卻器表面 及空壓機通道。這些灰垢影響了空氣的正常流通情況，影響了段間換熱器的效果，改 變了空壓機的壓縮工況，限制了壓縮機的負荷。所以，空壓機中冷器的泄漏、段間疏水器的正常使用及空壓機入口的空氣質量是 影響空壓機長周期穩定運行的關鍵工藝條件。首先，鍋爐電除塵在經過一系列的改造和管理措施后，鍋爐灰塵的飛揚已得到較 好治理。在2002年大檢修中我們更換了空壓機一級中冷器；疏通了空壓機段間疏水 裝置；改造了入口粗濾網，把原設計的卷簾式過濾器更換為濾袋式過濾器，以加強對

4、空壓機入口空氣質量的改善。相信通過這些措施的實施，能夠使空壓機的運行狀況和 運行周期得到改善。空氣/水冷卻塔（E-07）1空氣分布器腐蝕嚴重。在空氣/水冷卻塔中，用循環水和原水對空氣壓縮機出口的氣體進行洗滌、降溫。因其內部環境為潮濕有氧環境，原設計為碳鋼的空氣分布器在2001年大修中檢查銹 蝕損壞嚴重，影響氣體在空氣/水冷卻塔（E-07）中的合理分布，后在2002年大檢修 中更換為不銹鋼材質。2塔底液位假指示，造成空氣竄入循環水回水系統。空氣/水冷卻塔底部液位計導壓管伴熱原設計為電伴熱，1996年1月16日，由于 電伴熱失電、冬季氣溫較低，液位計導壓管冷凍，出現假指示。DCS畫面上指示液位為5

5、0%，但實際液位已經排空，導致大量空氣（最大達20000M3/hr）竄入下部循環水回水管道，形成巨大氣水沖擊，給循環水回水系統造成了一定損壞，并由于此而導致系統停車一次。后采取措施將空分系統的液位指示等的電伴熱全部改造為蒸汽伴熱， 并定期檢查液位的準確性。吸附器1吸附器裝填錯誤渭化的吸附器采用了由鋁膠（A12O3）和分子篩（13X）組成的雙層立式徑向流吸附 器，用來脫除空氣中的水、二氧化碳、碳氫化合物等雜質，先由外層鋁膠吸附水分， 內層分子篩主要承擔二氧化碳、碳氫化合物的吸附。由于鋁膠和分子篩的吸附特性不 同，如果出現混裝或裝填錯誤，就會導致吸附器工作不正常，一般表現為吸附器后二 氧化碳超標。

6、在1999年5月份的大檢修中，由于裝填料口錯位，將少量鋁膠混裝于 內層分子篩中，導致開車過程中，吸附器后二氧化碳超標，最后被迫停車。停車后抽 出全部填充料，重新裝填了鋁膠與分子篩，后運行正常。2吸附器再生故障吸附器中的吸附劑工作達到飽和狀態后就失去了吸附能力，這時，應當進行再生， 把吸附的雜質從吸附劑內脫附出來，恢復重新工作的能力。再生時使用加熱的污氮進 行。2000年9月6日，由于再生加熱器（E-08）主路及旁路程控閥HV8240及HV8241 動作不正常，導致再生用污氮未達到再生溫度，從而不能夠使吸附劑恢復吸附能力， 最終導致停車。事后，由儀表人員改進了再生加熱器（E-08）主路、旁路程控

7、閥HV8240 及HV8241的程控方式，杜絕了此類事故的發生。主換熱器組（E-01）1外漏主換熱器組（E-01）共由六臺同樣的板翅式換熱器組成，與過冷器（E-04）、液 氮分離器（B-20）共同安裝于一個小冷箱中。1999年7月份，大檢修結束后開車發現 空分小冷箱珠光砂粉末外溢，經分析判斷為主換熱器組（E-01）向外泄漏空氣吹動珠 光砂所致，遂于1999年8月停車進行檢查，在三臺換熱器上端共發現漏點四處，補 焊消漏。由于漏點位置相似，疑為設備原始制造缺陷所致。2內漏1999年8月對主換熱器組外漏檢修結束后，開車即發現氮氣管網中有氧含量存在， 低壓氮氣中的氧含量為5x10-6。經過分析，認定為

8、（E-01）主換熱器在消除換熱器外 漏補焊檢修中，一是可能是因為檢修焊接方法不當，將空氣通道與低壓氮氣通道之間 的隔板損壞，造成微量空氣竄入低壓氮氣通道，另一種可能是在補焊外漏的過程中， 因為應力，導致空氣通道裂紋延伸至氮氣封頭之中或氮氣封頭內本身出現空氣通道外 漏，最終導致氮氣中氧含量超標。隨后運行過程之中，內漏情況緩慢增大。在2001 年3月及2002年4月兩次大檢修中分兩次最終將泄漏的換熱器更換，消除了這一困 擾我公司長達3年的問題。3年中，高壓氮氣中氧含量最高達到135x10-6，經液氮洗 工段配氮后進入氨合成塔，使得氨合成塔觸媒運行工況、使用壽命受到一定影響，我 公司在2002年大檢

9、修中更換了氨合成塔觸媒。4. 3氮氣通道進水導致堵塞在2001年4月大檢修后的開車過程中，發現增壓器（D-20C）-主換熱器（E01）- 膨脹機回路氮氣流量不暢，膨脹機負荷受限，主換熱器工況不佳、冷損加大。后經大 家判斷發現是氮壓機中間冷卻器泄漏，導致氮壓機開車前漏入氮氣管道的循環水被吹 入主換熱器中壓氮氣通道中。水在低溫情況下迅速凍結在中壓氮氣通道中，不僅影響 了氮氣流通量，而且導致主換熱器換熱能力降低，冷損加大。鑒于此，我們重點對裝置中氮壓機（C21/C22）-增壓器（D-20C）-主換熱器 （E01）-膨脹機（D-20）回路進行了復熱回溫，干燥吹掃，以露點低于-60C為判別標 準，進行徹

10、底干燥，由于換熱器復熱過程中，固態水會轉變為液態并集中在最低點， 給干燥工作帶來難度。所以在2002年大檢修中，我們給換熱器該通道底部加裝了導 淋，以有利于干燥復熱工作的進度。并規定在以后的開車過程中，必須事先檢查換熱 器的泄漏情況，避免有水進入冷箱。膨脹機止推軸承損壞，油系統改造。在全廠兩次晃電事故后生產恢復中，膨脹機都出現了止推軸承溫度高的現象。 打開設備檢查發現，止推軸承不同程度的出現了損壞。分析原因是因為原設計的 膨脹機潤滑油系統為單泵，且不帶有事故電源。在出現供電故障的情況下，潤滑 油泵就會立即停運，而膨脹機的入口快關閥及入口導葉往往因為內漏，從而不能 夠立即切斷壓力氮氣，致使膨脹機

11、的轉速下降緩慢，“惰走”時間較長達5分鐘左 右。在這么長的時間內沒有潤滑油供應是導致止推軸承損壞的直接原因。針對這個問題，我們給膨脹機潤滑油泵新增一臺備用泵，并設計了潤滑油壓力 低自啟動聯鎖，配備了事故電源，從根本上解決了這個問題。低溫設備冷卻、升溫速度的限制在1997年6月份，在冷卻氧換熱器（E-05）過程時，由于降溫速度控制不 當，導致設備受到“冷擊”，管子與管板之間出現泄漏，后經過檢修正常。在操作過程中，一定要注意升、降溫，升、降壓的速度，尤其是設備在一定 低溫下對材料、操作的要求會更高，如果不注意到這一特性，就會在低溫設備使 用方面出現故障。高壓氮減壓閥（PV8412 ）頻繁故障高壓氮

12、減壓閥（PV8412）所處工作環境相對惡劣，閥前壓力6.8Mpa，閥后壓力 3.65Mpa，前后壓差較大，導致該閥閥頭/座磨損嚴重，閥桿出現斷裂。后儀表車間對 該閥進行了改造，目前使用情況良好。結束語：我公司從法國液空公司（AirLiquid）引進的40000M3/hr氧量的空分裝置，流程 簡潔、操作自動化程度高、日常維護量小。總體運行情況良好，創造了 2001年最長 連續不間斷運行153天（后因外電網晃電，全廠停車）的好成績。7年來，空分裝置的故障遠不止以上列舉的現象，大部分故障應該說是可以通過 技術進步、管理提高消除的。空分裝置有其特殊性，設備管理上要注重靜設備低溫， 轉動設備精良、技術含

13、量高等特點；工藝管理上首先要注重冷箱流程以前的管理，杜 絕水、二氧化碳、碳氫化合物進入冷箱。要注意板翅式換熱器的冷量平衡，要嚴格控 制低溫設備升、降溫，升、降壓速度，利用機會要做好裝置的徹底復熱、干燥工作。 只有通過這些過細致的工作，才能夠確保空分裝置的安全、穩定、長周期、高負荷運 行。Abstract:Concluded are the typical troubles experienced and counter-measurements taken for the Air Seperation Unit of Weihe Coal Chemical Corporation Group Ltd. si