kdon-12001920型空分設備啟動前加熱處理案例分析

1吹除、干燥上塔1994年，由于其他設備的維護需求，化肥廠開始運營kdon-12000和1800mm空分設備。該設備采用分子篩凈化帶增壓透平膨脹機流程。啟動空壓機后,實施分子篩活化與裝置啟動前的加溫工作。一班接班以后,對加溫情況進行檢查,確認可以向上塔導氣,以吹除、干燥上塔及氧、氮系統各流路。向上塔導氣時增加了排放流路,但沒及時關小下塔各排放閥。由于氣量增加,空壓機排氣壓力由517kPa降至400kPa以下。操作人員發現壓力下降后,就加大空壓機吸入蝶閥的開度,將空壓機吸入蝶閥由33%開度增加到40%。之后空壓機防喘振閥自動開大,操作人員將吸入蝶閥由40%關小至35%,后又改為30%,但防喘振閥仍在開大,又將吸入蝶閥關小到25%。當發現加熱電爐斷電后,去現場查看,發現入下塔前空氣吹除閥V316大量噴水,空分設備已進水,于是緊急停車。進水情況:處于工作狀態的吸附器的分子篩和氧化鋁全部被水浸泡;另一只加熱再生狀態的吸附器由于處于均壓狀態,也大量進水,該吸附器中的分子篩有1/3進水,氧化鋁全部被水浸泡,蓄熱器、電加熱爐、增壓機空氣入口和空分塔下塔、上塔均大量進水。2原因2.1空冷塔的水位下降造成嚴重進水的原因之一是操作不當,使系統壓力下降過大。該套空分設備配套的空冷塔為穿流式篩板塔,內設7塊穿流式塔板。正常工作時,由于壓力和氣體流量處于穩定狀態,各塊塔板上有一定的持液量。當塔內氣壓下降時,上升氣體不能使塔板上液位保持在原來的高度,塔板上的水大量流到塔底,空冷塔液位急劇上升。此外,由于塔內氣壓降低,空冷塔的排水量相應減少,也使空冷塔的水位上升。這兩個因素致使空冷塔液位急劇上升并超過液位測量負壓管,使得液位測量壓差變小,空冷塔液位調節閥接到指令后,即刻關小,水位急劇上升,超過空氣進口,從而使空分設備進水。2.2空冷塔氣體壓力事故中操作人員沒聽到報警鈴響聲,字牌也未亮。事后驗證空冷塔壓力過低、液位過高而未報警,是報警器保險絲斷開所致。此外,加溫過程中,空冷塔氣體壓力過低、冷卻水液位過高使水泵跳車以及吸附器壓差過大、停止供水、關空氣入塔閥HV101的聯鎖未投入正常工作也是原因所在。當空冷塔氣體壓力下降、液位過高、吸附器壓差過大時,冷卻、冷凍水泵沒聯鎖跳車,在空冷塔自動排水閥關小后,仍在向空冷塔內供水,造成空分設備嚴重進水。2.3空分設備進標構成操作人員發現空壓機防喘振閥逐漸開大后,沒去檢查空分設備進氣問題,而是錯誤地關小空壓機的進口導葉。防喘振閥自動開大,是后部空分塔進氣量下降所致,此時空分塔已進水。3吹除干燥導氣流拆開進水設備最低處法蘭,在最低管道下方開口排放,并拆下增壓機入口過濾網的手孔排放。接臨時管作為吹除干燥導氣管:因兩只分子篩吸附器中的分子篩和氧化鋁均已被水浸泡,吸附器不能正常工作,因此不能將經過吸附器處理的氣體作為吹除、干燥用氣。筆者建議在吸附器進、出口空氣總管的V1233和V1234閥之間加1條Φ219mm管道,并安裝1個DN200mm閥門,作為吹除、干燥的臨時導氣管。3.1u3000電解為了確認電加熱器是否還能繼續使用,排凈水后將其上蓋打開,用干燥的儀表空氣吹除、干燥電爐;然后檢測,絕緣還能使用,未形成開路且電爐絲未燒壞,但電爐入口氣源管內仍有水。為使水不繼續進入電爐內,將電爐入口氣源管法蘭拆開,排放掉積水。3.2氣體入口控制閥臨時管接好后,開1臺2800kW空壓機為吹除、干燥提供氣源。首先將分子篩純化系統各閥全部關閉,拆開空氣入空分塔處的法蘭,打開HV101閥;增壓機出口處加盲板,防止氣體倒流使膨脹機反轉;打開電爐氣體入口控制閥TCV1220和蓄熱器排放閥V1236;關閉再生污氮氣入口閥HV107A、B和污氮放空閥PCV1231。然后確認空冷塔壓力在0.4MPa以上,打開新接的導氣閥,開始吹除進塔空氣管路和增壓機入口管。待上述管路吹完后,稍開空氣與再生污氮連通閥V1208,向電爐入口管導氣吹除,同時關閉HV101閥,連接好入塔空氣管路法蘭。待入電爐前管路無水后,稍開HV101閥向下塔導氣吹除。關閉TCV1220閥,連接電爐入口法蘭,之后使氣體經電爐去蓄熱器吹除、干燥。電爐絕緣情況無問題后,將電爐通電用高溫氣體干燥蓄熱器,并蓄熱。待蓄熱器排氣溫度達50℃以上時,結束蓄熱器的吹除與干燥。3.3開度和吹氣閥先將空冷塔的氣體壓力升至0.45MPa以上,冷卻、冷凍水泵投入工作,將出塔空氣溫度降至15℃以下。首先進行2#吸附器中分子篩的脫水干燥。將2#吸附器的污氮氣入口閥V1212、污氮氣出口閥V1214、加熱及冷吹氣入口閥V1216和加熱及冷吹氣出口閥V1206打開,開電爐及蓄熱器出口閥V1217、關蓄熱器放空閥V1236和冷吹閥V1218、開蓄熱器入口閥V1219,加大空氣與污氮管連通閥V1208的開度,氣量控制在6000～8000m3/h。待入吸附器的氣體溫度低于130℃時,切除蓄熱器,單獨用電爐來的氣體繼續干燥2#吸附器中的分子篩。當排氣溫度達100℃以上時,結束2#吸附器中分子篩的干燥,進行吹除。冷卻結束后,用同樣方法進行1#吸附器中分子篩的脫水干燥。在干燥吸附器中分子篩的同時,剩余氣量經HV101閥導入空分塔內吹除下塔、上塔。待分子篩脫水干燥工作結束后,轉入蓄熱器蓄熱。3.4吹除、干燥的注意事項上、下塔已大量進水,從主冷排液管可排出水,因此空分塔內的吹除、干燥必須慎重進行。將兩只吸附器各閥全部關閉,由新接導氣管導入吹除氣,經HV101閥送入空分塔內,按正常的加熱流路進行吹除、干燥,直至各流路無水。3.5經過加工和干燥后的分子篩和新分子篩的填充分子篩被水浸泡后,產生分子篩粉末,為此進行了過篩(氧化鋁未動)。篩完后先將經水浸泡過的分子篩補裝在上方,裝填高度比原篩床高出5cm。3.6活化再生過程因裝入的分子篩有2/5是浸過水的,必須進行嚴格的活化才能使用。活化方法是手動操作切換分子篩純化系統,使兩只吸附器一只處于工作狀態、另一只處于活化再生狀態,活化氣量控制在6000m3/h,并將已蓄熱好的蓄熱器投入工作,切換時間不定。當活化排氣溫度高于150℃時,改為冷卻吹除。然后按同樣方法進行另一只吸附器分子篩的活化。待每只吸附器均加熱再生兩個周期后,切換系統投入自動工作,直到每只吸附器出口空氣中的露點小于-70℃時,活化工作結束。分子篩活化好后,按正常加熱方法實施設備及各流路的加熱干燥,并檢測各排放口的排氣露點達到-60℃時,結束加熱工作。4分子篩的吸附器國內事故后,沒有報廢分子篩,而是先脫水干燥后過篩,再經嚴格活化重新使用。結果其強度與新的無多大差別,使用效果較佳,出分子篩純化系統后凈化空氣中的二氧化碳含量一直小于2×10-6,露點一直低于-70℃;分子篩和氧化鋁也沒發生破碎現象。經驗證明,一旦分子篩吸附器進水后,首要的問題應盡快使之脫水,脫水的氣體溫度應達到200℃左右,這樣可以使水迅速蒸發。縮短浸泡時間,是防止分子篩粉化的首要問題。脫水后應進行嚴格的活化,進水后不要翻動已進水的分子篩,脫水時氣量不能過大,以減少氣體的沖刷。經這樣處理后的分子篩可以滿足使用要求。5空分設備運行過程中發生的注這次嚴重進水事故,雖然分子篩沒有報廢,對空分設備的生產無嚴重影響。但是,由于進行事故處理及加熱、干燥設備,浪費了大量的電能及人力,造成了一定的經濟損失。如果本次事故在正常生產中發生,后果不堪設想:一是使空分設備運行工況發生波動影響正常的生產,二是將使設備凍結損壞。為防止類似事故的發生,在生產中必須做到:(1)空分設備開車前,必須對各種報警聯鎖裝