空分冷凝蒸發(fā)器泄漏判斷方法及處理措施

2006年2月去我Feb,2006第29卷第1期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol 29 No. 1空分冷凝蒸發(fā)器泄漏判斷方法及處理措施劉昌良(重慶建峰化肥有限公司,重慶,408601摘要敘述重慶建峰化肥有限公司空分裝置生產(chǎn)工況出現異常后所釆取的工藝調節、樣點(diǎn)分析、保壓查漏等分析判斷方法,最終確認其主冷凝蒸發(fā)器存在一定程度的泄漏。分析泄漏原因,針對泄漏采取停車(chē)處理措施。關(guān)鍵詞冷凝蒸發(fā)器泄漏判斷方法泄漏原因分析處理措施中圖分類(lèi)號:TQ11.25文獻標識碼:B文章編號:10025782(2001004重慶建峰化肥有限公司KZON-150/550小型凝成液氮。一部分經(jīng)過(guò)液氮節流閥送入上塔作為空分主要是為化肥生產(chǎn)裝置在停車(chē)檢修期間供應精餾的回流液,另一部分作為下塔精餾的回流液。足量的氮氣,同時(shí)生產(chǎn)氧、氮、氬3種附屬產(chǎn)品。下塔底部的液空經(jīng)過(guò)液空節流閥送入上塔作為二1997年由杭州杭氧股份有限公司進(jìn)行了全面的次精餾的回流液,經(jīng)過(guò)上塔精餾后獲得氧氮產(chǎn)品。技術(shù)改造,選擇了無(wú)油潤滑空氣壓縮機和雙高純分餾塔,吸人空氣凈化裝置由原來(lái)的堿洗、硅膠除油改為預冷加分子篩一次凈化,改機械膨脹機為氮送出閥餾分氣去氬塔新型的空氣靜壓軸承膨脹機,采用組合儀表控制等凈化后的氧氮1999年1月技術(shù)改造完工后正式投入運行2003年9月一組純化器發(fā)生透水事故后使膨脹吹除閥機出現連續的故障,1999年10月空分系統停車(chē)大空氣節流閥QE1·膨脹機上|加溫闕修,之后空分塔多次開(kāi)車(chē)均出現不能正常生產(chǎn)的二換狀況。通過(guò)分析和判斷,最終確認其主冷凝蒸發(fā)液氮純度分析閥L器存在一定程度的泄漏。2004年3月經(jīng)四川簡(jiǎn)液空純度分析閥陽(yáng)空分設備廠(chǎng)進(jìn)行具體的拆除檢漏修復,消除了缺陷。圖1空分塔工藝流程簡(jiǎn)圖冷凝蒸發(fā)器結構如圖2,為立管式換熱器,裝1空分塔工藝流程簡(jiǎn)介及冷凝蒸發(fā)器結構在上下分餾塔之間,在上下管板間裝有1300多根工藝流程如圖1所示,凈化后的帶壓空氣進(jìn)直徑為8m的紫銅管,管子與管板采用錫鋪焊連空分塔(又稱(chēng)分餾塔)熱交換器,與返流氧氮氣體接。進(jìn)行熱交換。在熱交換器中部,空氣被冷卻到冷凝蒸發(fā)器的作用是使下塔頂部的氣氮冷凝120~-130℃,再分兩路,大部分空氣人膨脹機和上塔底部液氧蒸發(fā)制冷,小部分空氣在熱交換器內繼續冷卻,經(jīng)空氣收稿日期:20050802;收到修改稿日期:2006-01-24節流閥節流后與膨脹后的空氣分別進(jìn)入下塔,產(chǎn)作者簡(jiǎn)介:劉昌良,男,1973年出生,1995年畢業(yè)于武漢化工生液空。校,2003年自考獲得大專(zhuān)文憑,助理工程師,從事空分設備技術(shù)液空中氮組分先蒸發(fā),在冷凝蒸發(fā)器頂部冷管理工作5年。聯(lián)系電話(huà):02372599第1期劉昌良,空分冷凝蒸發(fā)器泄漏判斷方法及處理措施中壓加溫進(jìn)口管2空分裝置生產(chǎn)工況異常情況及分析氣態(tài)氧出口2.1出現的問(wèn)題2003年4月,帶氬塔空分裝置生產(chǎn)情況進(jìn)入種不良的生產(chǎn)局面,空分裝置主塔(分餾塔)冷量明顯不足,制氬吸附器液氧所需量達不到規定要求,預冷時(shí)間加長(cháng),吸附器液面維持不住,各點(diǎn)外筒體溫度回升快,無(wú)法連續性生產(chǎn)氬氣,但分餾塔氧氣、氮氣操作均能達到純度指標(99.6%、99.9%m接液要求。2003年9月一組純化器又發(fā)生透水事故,接氧壓力表造成膨脹機氣封軸承、機芯連續燒毀,分餾塔經(jīng)常液氧出口下管板下錐體開(kāi)停和加溫吹除。為此10月進(jìn)行了一次大修,包液氮出口們按液氧分析閥括洗塔(化學(xué)清洗法)、系統管路檢漏、更換保溫灰、加溫吹除等,再開(kāi)車(chē)后,分餾塔各運行參數均圖2冷凝蒸發(fā)器結構圖發(fā)生變化,經(jīng)優(yōu)化調整仍無(wú)好轉。見(jiàn)表1。表1分餾塔生產(chǎn)工況出現異常前后工藝參數對照(2003年)原料氣進(jìn)塔空氣流量/下塔壓力/上塔壓力/液氧液面/氧氣純度,氬餾分氣壓力/MPa含氬,%大修前0.04608250.50.0468-1208-26大修后0.480.48230-2600.050220-260由表1對比分析可看出,分餾塔存在以下問(wèn)量和主塔氧、氮產(chǎn)品的純度,對氧、氮取出閥進(jìn)行題:①在進(jìn)塔壓力基本等同的情況下,分餾塔下塔相應的微量?jì)?yōu)化調節,前期反映產(chǎn)品氧、氮純度能阻力減小,加工的空氣量明顯增大;②產(chǎn)品氧純度夠維持穩定,氬餾分中含氬量稍有提高,但后期調下降且逐漸低于純度指標值;③上塔壓力略有上整無(wú)好轉。升,且上塔液氧液面下降,運行中液氧液面不穩根據以上操作調節,結合空分塔上下塔壓力、定;④氬餾分中含氬量逐步降低。進(jìn)塔空氣流量等工藝參數變化,分析認為主塔冷22原因分析凝蒸發(fā)器存在一定程度的泄漏。1)工藝調節分析2)樣點(diǎn)分析由于空分塔生產(chǎn)是一種純物理現象的精餾過(guò)如圖1所示,空分塔冷凝蒸發(fā)器氧側與上塔程,工藝操作主要是針對產(chǎn)品氧、氮氣純度的調節相連,氮側與下塔相連,一旦冷凝蒸發(fā)器發(fā)生泄以及氬餾分中含氬量的調節。從精餾工況來(lái)看,漏因氮側壓力高勢必造成氣氮漏入氧側,使得氧氧氣取出量過(guò)大,會(huì )使上塔提餾段上升的蒸氣量純度下降。且根據精餾過(guò)程中氣氧與液氧的差值減少,回流比增大。此時(shí)液體中氮和氬組分蒸發(fā)要求:當其之間差值高于0.5%以上時(shí),可判斷主不充分,致使氧純度下降。為了提高氧純度,在調塔的冷凝蒸發(fā)器存在輕微泄漏2。于2004年3節時(shí)須適當關(guān)小送氧閥減少送氧量,同時(shí)開(kāi)大送月8日對空分塔氣氧純度及液氧純度進(jìn)行了4次氮閥取樣對比分析,結果如表2。但關(guān)氧、開(kāi)氮則會(huì )使主塔內富氬區上移,氬餾表2氣氧、液氧樣點(diǎn)分析數據(200403-08)分中含氧量提高,含氬量降低,同時(shí)含氮量也相應時(shí)間氣氧純度%液氧純度,%差值,%地減少(。關(guān)氮、開(kāi)氧則會(huì )出現相反的情況。所:3098.5以工藝調節具有不可預見(jiàn)性,在保證主塔液氧液面維持在正常范圍內的情況下,首先調節降低氬5:00餾分中的含氧量,其次根據粗氬塔的阻力液空氣從表2分析數據可看出,主塔氣氧與液氧純52去我磁2006年第29卷度存在一定差值且差值達到1%以上,因此可判計、生產(chǎn)的冷凝蒸發(fā)器內都設有水套,更好地避免斷主塔冷凝蒸發(fā)器存在輕微泄漏了這一制造缺陷。3)空分塔系統打壓保壓查漏為了進(jìn)一步判定空分塔冷凝蒸發(fā)器存在泄4措施漏,為檢修提供可靠的依據,2004年3月10日進(jìn)4.1冷凝蒸發(fā)器泄漏處理措施行了一次氣密性打壓保壓檢漏測試試驗。如圖1因空分塔結構緊湊,空間狹小,全部采用的是所示,冷凝蒸發(fā)器裝在上下塔之間,將上塔和下塔錫焊和銀焊,檢修難度大,技術(shù)要求高,采取以下完全隔開(kāi),上下塔介質(zhì)通過(guò)液氮節流閥、液空節流處理措施及步驟:①首先卸除空分塔保溫灰,再拆閥連通,加裝盲板隔離,同時(shí)關(guān)閉空分塔所有內部除、吊開(kāi)上塔箱體蓋板;②清查、確認空分塔上下連通閥門(mén)及液面計、分析管閥后,從下塔加溫閥處塔所有連接管道,并從接頭處斷開(kāi);③用氣焊將冷給下塔充氣打壓(壓力控制在06MPa以下)保凝蒸發(fā)器從上下塔焊接處斷開(kāi),從上到下按順序壓,上下塔壓力表值變化情況如表3。分別吊出上塔、冷凝蒸發(fā)器,并對上下塔接口處作表3空分塔氣密性試驗結果(200403-10)相應的防塵保護;④拆開(kāi)冷凝蒸發(fā)器上封頭,制下塔打壓保壓時(shí)間/保壓后下塔保壓后上塔作、安裝工裝夾具,并將冷凝蒸發(fā)器全部浸入水中壓力/MPa壓力/MPa壓力/MPa3.00.012對其殼程進(jìn)行打壓檢漏,查出具體漏點(diǎn);⑤對漏點(diǎn)10:160.553.0進(jìn)行修理,如被檢出的是管子漏則采取堵塞管子10:250.563470.055辦法予以處理,如是管板漏則采取用錫焊掛補處理;⑥做強度試驗,試驗壓力08MPa,保壓半小從表3試驗結果可看出,重復5次對空分塔時(shí);⑦拆除冷凝蒸發(fā)器工裝夾具回裝封頭;⑧按下塔充人一定壓力保壓3mn后,下塔壓力均有③相反順序回裝冷凝蒸發(fā)器、上塔以及恢復相應所下降,且上塔壓力表均有壓力顯示,證明下塔氣的接管和上塔箱體蓋板;⑨最后進(jìn)行系統保壓、檢體已竄入上塔,即可判定空分塔冷凝蒸發(fā)器存在漏和洗塔,回填保溫灰。泄漏。4.2冷凝蒸發(fā)器泄漏處理技術(shù)要點(diǎn)1)在拆除、斷開(kāi)空分塔上下連接管道前應作3冷凝蒸發(fā)器泄漏原因分析好標識,防止回裝時(shí)出錯。從設備結構和實(shí)際操作情況來(lái)看造成泄漏的2)所有錫焊地方焊前均需去氧化皮,可用鋸原因有以下幾點(diǎn):′片鏟、刮,之后用焊劑涂刷一遍,并鋪焊少量焊錫1)系統操作加溫、吹除頻繁。系統每一次從3)錫焊焊接時(shí)要不斷刷焊劑,以保證更好地運行狀態(tài)(-176~-186℃)到常溫,再到加溫吹熔合和固化。焊劑配制按ZmC2:水=14比例配除(40~70℃),過(guò)程溫差近200℃0,多次冷熱沖擊制對系統的影響4)回裝冷凝蒸發(fā)器封頭時(shí),管程要充水,避2)系統超壓。各種因素較多,系統超壓時(shí)有免焊接時(shí)熱量集中熔掉內部管板周?chē)暮稿a發(fā)生。在2003年10月空分塔停車(chē)檢修期間送檢生新的漏點(diǎn)的安全閥,發(fā)現有2臺安全閥銘牌調校值與實(shí)際)冷凝蒸發(fā)器回裝時(shí),需先對下塔進(jìn)行吊線(xiàn)啟跳值相差近10倍,即原來(lái)安全閥調校值偏高,校正,并固定,確保整塔垂直度達100%。沒(méi)有起到系統超壓保護作用。6)因塔體壁厚較溥,所有拆卸、吊裝工作要3)系統吹除不徹底,特別是系統洗塔后,若輕拿輕放,避免撞擊變形,影響今后塔的精餾效吹除不徹底一些死角處結冰易撕裂焊縫。果4)存在結構設計缺陷。冷凝蒸發(fā)器封頭與4.3今后運行生產(chǎn)中應注意的問(wèn)題管板對接焊時(shí),內部沒(méi)有設置水套隔離保護,其熱1)嚴格執行工藝紀律,防止系統超壓、超溫量積聚很容易使管板周?chē)a焊熔化脫落,造成隱情況發(fā)生,杜絕純化器穿透操作。藏缺陷,致使主塔冷凝蒸發(fā)器管板邊緣錫焊縫開(kāi)2)一個(gè)運行周期內應盡量減少停車(chē)保壓次裂發(fā)生泄漏的可能。目前四川簡(jiǎn)陽(yáng)空分設備廠(chǎng)設數防止冰堵將管子凍裂。期劉呂良,空分冷聚蒸發(fā)器泄判斷方法及處理措施第1期3)系統加溫、吹除時(shí),不應以加溫時(shí)間長(cháng)短樣點(diǎn)分析、保壓查漏這3種遞進(jìn)方式反復驗證、判作為判斷依據,應采取多處取樣分析其露點(diǎn)的方斷主冷凝蒸發(fā)器存在泄漏,并及時(shí)停車(chē)檢漏修理,法,以具體數據來(lái)判斷裝置是否具備開(kāi)車(chē)條件?；謴土嗽O備原有的性能。一年多時(shí)間來(lái),空分塔4)按照設備維修規程,定期對系統進(jìn)行氣密生產(chǎn)運行正常,產(chǎn)品氧、氮、氬純度指標均達到了試驗,以及校驗安全閥等安全保護設施,使之處于原始設計標準:99.6%99.9%、99.99%。有效使用狀態(tài)。參考文獻1李化冶,制氧技術(shù).北京:冶金工業(yè)出版社.19975結論2薛裕根制氧機故障分析100例,北京:冶金工業(yè)出版社空分塔生產(chǎn)工況出現異常后,通過(guò)工藝調整LEAKAGE DIAGNOSIS AND TREATMENT OF VAPOURCONDENSER OF AIR SEPARATORLiu ChangliangChongging Jianfeng Chemical Fertilizer Co. Ltd, Chongqing, 408601)Abstract This paper describes analysis diagnosis methods, such as process adjustment, sampleanlysis and under pressure leakage checking at abnormal production of the air separator of Jianfengchemical plant, finally finds out the leakage of main vapour condenser, analyzes the reasons for theleakage and takes measures to shutdown the separator to treat the leakageKey words: vapour condenser, leak diagnosis method, leakage analysis, treatment measures川化股份有限公司110kt/a塔式硝基復肥項目通過(guò)竣工驗收自2002年9月國務(wù)院下發(fā)了國發(fā)辦[202]52號文件《關(guān)于進(jìn)一步加強民用爆炸物的安全管理規定的通知》后,農用硝銨的生產(chǎn)面臨著(zhù)政策性停產(chǎn)。川化股份有限公司積極穩妥地采取相應的措施,結合國內現有的塔式造粒硝銨生產(chǎn)特點(diǎn),先后攻克了防爆劑研制及添加、干粉磷酸一銨加熱及輸送、液固兩相混合攪拌、熔融料漿差動(dòng)式造粒等各種技術(shù)難關(guān),自主研究開(kāi)發(fā)成功了農用硝銨塔式造粒轉產(chǎn)硝基復肥的生產(chǎn)技術(shù),使川化股份有限公司在造粒硝銨改性轉產(chǎn)硝基肥料方面走在了國內同行業(yè)的前列。該技術(shù)采用的工藝為原造粒硝銨生產(chǎn)裝置的加入防爆劑后熔融硝銨與經(jīng)蒸汽加熱后的干粉磷酸銨在熔融攪拌器中攪拌混合,再由差動(dòng)造粒杋在造粒塔頂旋轉噴灑造粒后,液滴冷卻落下成顆粒均勻、外表光滑的硝基氦磷復肥。該裝置投資費用317.65萬(wàn)元,于2003年1月中旬動(dòng)工,4月24日正式建成投產(chǎn),平均負荷104.3%,經(jīng)過(guò)72h的連續運行考核,裝置達到設計能力,生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。該項目充分利用了原有的造粒硝銨生產(chǎn)裝置,只增加了少量的設備和儀表,具有授資省、建設周期短、工藝成熟可靠、經(jīng)濟效益好、產(chǎn)品市場(chǎng)競爭力強等特點(diǎn)。2005年12月14日在川化股份有限公司召開(kāi)的該項目的竣工驗收會(huì )上,專(zhuān)家組一致通過(guò)了該項目的竣工驗收,并認為該工藝設計合理、生產(chǎn)流程簡(jiǎn)短、解決了硝銨轉產(chǎn)硝基復肥工業(yè)化大生產(chǎn)連續運轉的技術(shù)難題,是目前國內造粒硝銨轉產(chǎn)硝基復肥的優(yōu)選方案。同時(shí)該裝置在生產(chǎn)過(guò)程中的氣和粉塵的排放均達到國家有關(guān)標準,而且比原造粒硝銨生產(chǎn)工藝減少了2/3的污染物排放量,在國內同類(lèi)裝置中具有一定的推廣應用價(jià)值截止到2005年11月,該裝置共生產(chǎn)硝基氮磷復肥167.90k,實(shí)現銷(xiāo)售收入2.28億元,利潤6867.33萬(wàn)元。該項目還獲得2003年度四川省科技進(jìn)步一等獎和國家發(fā)明專(zhuān)利權,并成功地填補了因農用硝銨停產(chǎn)而造成的國內硝態(tài)氮肥的市場(chǎng)缺口和硝銨改性這一化工領(lǐng)域中的技術(shù)空白。汪家銘