一次空分氬系統操作失誤的原因分析與處理

第35卷第3期江西冶ol.35,No.32015年6JIANGXI METALLURGY015文章編號:1006-2777(2015)03003303次空分氬系統操作失誤的原因分析與處理周九寶(新余鋼鐵集團有限公司,江西新余338001)要:新鋼氣體廠(chǎng)16000Nm3/h制氧機氬系統臨時(shí)停車(chē)后啟動(dòng)因操作不當造成啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(cháng)。對這次操作不當的原因進(jìn)行了分析與處理,并總結了縮短空分臨時(shí)停車(chē)后氬系統啟動(dòng)時(shí)間的操作方法。關(guān)鍵詞:空分設備;粗氬塔;循環(huán)氬泵;改進(jìn)操作中圖分類(lèi)號:TB6577文獻標志碼:BPrimary Air Separation Argon System Error Analysis and ProcessingZou JunbaoXinyu Iron and Steel Group Co, Ltd., Xinyu 338001 Jiangxi, ChinaAbstract: The start time of argon system is too long after temporary stop due to improper operation for 16 000 Nm/h oxygenator in gas plant. the reason of the impnis analyzed and processed, and the operation method for shortenstart-up time after the temporary stop is summarizedKey wordsseparation equipment; crude argon column; circulation argon pump i improved operation0前言提餾段氬餾分抽口處抽出約19000Nm3/h氬餾分,其中氬氣的體積含量為9%~1%,氧氣的體積含新鋼氣體廠(chǎng)16000Nmh制氧機采用常溫分量不超過(guò)90%,氮氣的體積含量不超過(guò)0.06%。氬子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機制冷、規整填料塔全餾分作為上升蒸氣由粗氬Ⅱ塔(C702)底部經(jīng)循環(huán)精餾無(wú)氫制氬、氧氮外壓縮的工藝流程,由DCS控氬泵加壓到0.8MPa后作為回流液在粗氬I塔制系統控制產(chǎn)品氧氮外壓縮流程。自2003年5月(C701)中進(jìn)行精餾,主要目的是初步洗滌含氧組投產(chǎn)以來(lái),該空分設備運行一直比較穩定,但203分。在粗氬I塔(C701)頂部得到氧氣體積比小于年8月24日一次空分臨時(shí)停車(chē)后,因在啟動(dòng)氬系統3%的蒸氣后上升到粗氬塔(C02)再進(jìn)行深度精餾。過(guò)程中發(fā)生了操作失誤,導致恢復時(shí)間過(guò)長(cháng)。本文粗氬塔頂部冷凝器(K701)是過(guò)冷后的液空冷源在就這次事故的原因分析和處理進(jìn)行介紹。冷凝器內換熱后的液空蒸氣和相當于2%總液空量的1粗氬系統工藝流程簡(jiǎn)介回流液空同時(shí)返回主塔提餾段。粗氬Ⅲ塔(C702)內上升的蒸氣大部分被冷凝器(K701)冷凝成液體而成為本套空分設備的精液氯產(chǎn)品采用全低溫精餾法塔內回流液剩下約為700Nm7/h的粗氬氣(其體制取。粗氬系統工藝流程示意圖見(jiàn)圖1。先從上塔積組成為:q(A)=99.8%,q(O2)≤2×106),收稿日期:2014-06-05作者簡(jiǎn)介:周九寶(1978-),男,江西新余人,技師,從事空氣分離生產(chǎn)工作江西冶金2015年6月空氣去上塔回流液空去上塔[m液空粗氫放空v701K70FR701AI705PC=705}C701去粗氬液化器AI701AIA702FR702氬餾分來(lái)自上塔液氬回上塔LIC702L°圖1粗氳系統工藝流程示意圖經(jīng)v705閥到粗氬液化器內被液化后,再到精氬塔進(jìn)氬餾分流量(F70)為14300Nm3/h,粗氬流量行精餾除氮。在帶氬開(kāi)始階段,粗氬I塔(C701)的(FR701)為1000Nm3/h(滿(mǎn)量程),粗氬純度粗氬氣通過(guò)Ⅵ712閥對大氣外排。(AIA705)仍然為最低值。經(jīng)初步分析,認為導致這種情況發(fā)生的可能原因如下:低溫循環(huán)氬泵運行時(shí)2事故經(jīng)過(guò)存在“氣塞”現象,造成粗氬I塔(C701)中氧組分降不下來(lái);粗氬純度(A705)分析表壞,使得在帶氬時(shí)2013年8月24日,由于新鋼氣體廠(chǎng)制氧電氣高該參數值一直沒(méi)有讀數。8月25日,在DCS上查詢(xún)壓16線(xiàn)路檢修,為了避免高壓115線(xiàn)路負荷過(guò)大,了操作參數趨勢曲線(xiàn)圖并到現場(chǎng)檢查2號循環(huán)氬泵需將16000Nm3/h空壓機的主電機負荷倒入其他的運行狀況。8月24日在約14h的帶氬過(guò)程中,空備用高壓電路上,故當日16000Nm3/h制氧機正常分運行主要參數見(jiàn)表1表2。停機約2h,氬系統停機約8h。當天18:41,預冷并3原因分析啟動(dòng)好2號循環(huán)氬泵,開(kāi)始進(jìn)行帶氬操作。到第二天08:06,氬系統參數情況是:粗氬I塔的氧氣體積1)〕對粗氬純度(A705)表?yè)p壞和2號循環(huán)氬泵含量為9133%,氬餾分中氬氣體積含量為9.59%,運行存在氣塞的問(wèn)題逐一進(jìn)行排查。根據表1和表2表1故障時(shí)空分運行主要參數表(一)產(chǎn)品氧純度(AI02)/氯分氣的體積百分比(Am)y氬餾分流量(FR72)/粗氨流量(FR0I)時(shí)間2013-08-24T18:4115.002013-08-24T20:1099.84610006.9010002013-08-24121:593.1510002013-08-2502:0899.94681032013-08-25104:0399.96807017l0002013-08-25105:1399.939061422013-08-25106:099.95014.30146202013-08-25T08:069,6014300正常時(shí)參數值99.80010.00~12.001900第35卷第3期周九寶:一次空分氬系統操作失誤的原因分析與處理35表2故障時(shí)空分運行主要參數表(二)粗氯1塔粗氬中氧氣的體積百分比(Am2)/粗氬Ⅱ塔液位(LC702)/粗氨純度(A705)/時(shí)間%2013-08-24T18:4153.06200080.02013-08-24T19:50177291.52013-08-24T21:3695.160380.02013-08-24T22:1231.13013-08-24T23:252013-08-25102:23104380.02013-08-25m04:1096.4580.02013-08-25105:3212080.02013-08-25108:0691.3311080.0正常運行時(shí)參考值100099.7氬餾分中氬氣的體積百分比(A701)和粗氬I塔中降過(guò)快和上升過(guò)快的現象,這種大幅度的上升和下粗氬的氧氣體積百分比(A702)進(jìn)行比較,發(fā)現這降操作也不利于粗氬中含氧量下降,因此導致粗氬兩個(gè)參數值在近10h內都在極限區間,可得出粗氬中含氧量忽高忽低(見(jiàn)表2中A702的變化),這也氣中含氧極高,含氬很低;另外粗氬純度(An705)表是造成帶氬時(shí)間延長(cháng)的原因。的數值在事故過(guò)程中出現了2次上升,對該表校正④從物料平衡來(lái)看,在整個(gè)帶氬過(guò)程中,抽取的后發(fā)現該儀表是好的,這說(shuō)明是氬系統工況出現了氬餾分少,而粗氬排放量又一直為最大值且到滿(mǎn)量不正常。程,這也不利于粗氬中氧氣的清除,從而使得A7052)對2號循環(huán)氬泵在運行中存在氣塞的問(wèn)題進(jìn)表的數值終始上不來(lái),造成了帶氬時(shí)間延長(cháng)。行分析。首先,查看現場(chǎng)循環(huán)氬泵出口壓力表顯示值為0.75MPa,與DCS曲線(xiàn)圖上一致;其次查看循4改進(jìn)措施環(huán)氬泵工作電流曲線(xiàn)一直為29A,屬正常工作電流,轉速也為正常運行時(shí)轉速;第三,查看表2中粗1)確保循環(huán)氬泵的正常運行,緩慢調節v713氬Ⅱ塔液位(LC702),發(fā)現其出現過(guò)較大波動(dòng)。由閥、V703閥的開(kāi)度,使粗氬Ⅱ塔液位保持相對穩定,以上3點(diǎn)可判斷2號循環(huán)氬泵是正常運行的,未出這樣打入到粗氬I塔的液體量也穩定,可使粗氬I塔現問(wèn)題。粗氬中氧氣的體積百分比(AI702)緩慢下降。3)通過(guò)以上分析并結合表1、表2中所示參數2)提高主冷液氧面或增加產(chǎn)品氧取出量保持值的變化,判斷出這次帶氬操作不當的原因有以下產(chǎn)品氧純度穩定。在保證氬餾分中氮氣體積百分比幾點(diǎn)不超過(guò)0.06%的前提下,適當提高氬餾分中含氬①產(chǎn)品氧純度(AI102)和氬餾分含氬量量,這有利于除氧。(AI701)超過(guò)正常值近10h,且分別是在高位和低3)在保證主冷液正常液面時(shí),可緩慢開(kāi)大v701位運行,使得粗氬I塔和粗氬Ⅱ塔近似于一根“氧管閥的開(kāi)度,以提高粗氬Ⅱ塔的冷凝器熱負荷,加大氬道”,因此最后出粗氬Ⅱ塔的粗氬氣基本上就是氧餾分抽取量到正常值19000m3/h運行,使粗氬塔盡氣快建立起正常時(shí)的精餾工況。②氬餾分流量(FR702)在帶氬氣時(shí),流量一直4)在帶氬初期,應加大712閥開(kāi)度,增加粗氬偏低,沒(méi)有到達過(guò)正常值但粗氬流量排放一直是最Ⅱ塔的排氮量;到后期,如果粗氬Ⅱ塔頂部出口壓力大值且到滿(mǎn)量程,從精餾和物流平衡的原理來(lái)講整下降到正常值(26kPa)或者粗氬Ⅱ塔冷凝器回流液個(gè)粗氬塔回流液就少,回流比大大縮小,使得上升氣空溫度上升到正常值(-186℃),則說(shuō)明粗氬Ⅱ塔中氧組分沒(méi)有得到有效洗滌,這就導致粗氬氣中含冷凝器已建立正常換熱工況,則可逐漸關(guān)小V712閥氧量居高不下,故粗氬純度(AI705)數值較正常值開(kāi)度減少粗氬抽量,增大塔內回流比,使粗氬中氧明顯偏低。較快洗滌下來(lái)。③表2中所示粗氬Ⅱ塔液位出現過(guò)在短時(shí)間下5)當粗氬Ⅱ塔頂部出口壓力(下轉第38頁(yè))38江西冶金2015年6月制造,并在老配煤15號皮帶處通廊位置掀開(kāi)頂部砼動(dòng)箱的擺放;為便于叉車(chē)作業(yè)對新區焦油渣托盤(pán)進(jìn)體,安裝鋼結構支架、溜槽及操作平臺,用于擺放活行了移位;針對活動(dòng)箱排料口漏油及揭蓋困難的問(wèn)動(dòng)箱排渣及操作人員作業(yè)。同時(shí)對新、老焦油氨水題也逐項進(jìn)行了改造。該系統自正式投入生產(chǎn)以澄清槽溜槽等進(jìn)行了改造。來(lái),作業(yè)量逐月提升,2013年7—9月每月處理量都3)其他事項。焦油渣回配作業(yè)現場(chǎng)定員2人,有70-90t,10月達100t安排在白天作業(yè)。作業(yè)時(shí)要均勻排放焦油渣,避免2.5遺留問(wèn)題渣集中進(jìn)入而堵塞系統。1)焦油渣處理系統的效率及作業(yè)量有待進(jìn)一步2.2生產(chǎn)試驗階段提升。目前,新、老區的焦油渣還未全部被回配進(jìn)入2013年4_5月,在焦油渣處理系統投入生產(chǎn)配合煤中,應通過(guò)強化操作、管理及進(jìn)行新的技術(shù)改前進(jìn)行了焦油渣回配的工業(yè)試驗,以檢驗在配入少造,進(jìn)一步提高處理能力。量焦油渣的情況下煤塔堵料情況及其對生產(chǎn)的影2)要將焦油渣處理系統納入正常的生產(chǎn)管理及響。近2個(gè)月的生產(chǎn)試驗表明:焦油渣直接回配進(jìn)考核范疇,充分發(fā)揮新鋼焦化廠(chǎng)備煤車(chē)間、化產(chǎn)車(chē)間人配煤系統是可行的,焦油渣配入后僅對15號皮及綜合車(chē)間車(chē)隊的積極性,形成合力確保焦油渣回帶、16號皮帶的下料及煤塔堵料產(chǎn)生輕微影響,但配系統正常運行?？梢酝ㄟ^(guò)精心操作及加強清掃工作使該問(wèn)題得到解3)焦油渣回配項目是煉焦二次資源回收利用減決,同時(shí)對焦爐生產(chǎn)的影響也很小。排項目,不僅環(huán)保效益顯著(zhù),而且經(jīng)濟效益突出,其2.3生產(chǎn)試運行階段綜合效益有待進(jìn)一步測算。2013年5月下旬至6月底,先將老區的全部焦4)應完善安全技術(shù)操作規程,并盡早納入廠(chǎng)級油渣分別裝入活動(dòng)箱并用叉車(chē)轉運至焦油渣處理系的綜合體系文件中統進(jìn)行排放,再將部分新區焦油渣轉運至該系統進(jìn)5)如果需要在新區M3皮帶處新建第2套焦油行處理。2013年6月底完成相關(guān)操作規程的制定渣處理裝置,必須考慮此皮帶偏長(cháng)且坡度大,若操作及作業(yè)人員的培訓,同時(shí)組織投產(chǎn)工作。不當易影響生產(chǎn),該方案有待進(jìn)一步論證。2.4效果6)考慮到冬季氣溫低,焦油渣易堵塞而影響排焦油渣處理系統投入運行后,對生產(chǎn)中出現的料,應在焦油渣處理裝置處安裝蒸汽管。問(wèn)題進(jìn)行了逐項完善。為使焦油渣與配合煤更好地混合,同時(shí)減輕對皮帶的損害及減小下料斗和煤塔3結語(yǔ)的堵料,在處理裝置溜槽前增設了刮煤器,效果明顯;為減輕焦油氨水機械澄清槽及叉車(chē)轉運過(guò)程中焦油渣直接回配進(jìn)行煉焦技術(shù),投資省,見(jiàn)效快的污染,分別對新老區機械澄清槽排料口處的溜槽同時(shí),焦油渣回配項目又是煉焦二次資源回收利用減進(jìn)行了改造,增加了下部焦油渣托盤(pán)支架以便于活排項目不僅環(huán)保效益顯著(zhù),而且有明顯的經(jīng)濟效益。(上接第35頁(yè))下降到正常值(26kPa)并且粗氬Ⅱ氣的體積百分比為0.5×106。這次操作只使用了塔冷凝器回流液空溫度上升到正常值(-186℃)8.47h就使液氬產(chǎn)品純度合格,創(chuàng )造了帶氬操作時(shí)時(shí),則說(shuō)明粗氬Ⅱ塔頂部“氮”組分已清除干凈了,間最短的紀錄?？申P(guān)閉V712閥,開(kāi)V705閥,將粗氬引人精氬塔系統(這樣可減少冷量和物料損失),然后打開(kāi)精氬塔5結束語(yǔ)底部液氬回流閥(V757)將液氬導入粗氬Ⅱ塔底部,增加粗氬Ⅱ塔底部液氬量和稀釋液氬中氧含量,加這次教訓告訴我們,在對空分設備進(jìn)行操作和快降低粗氬中的氧含量,以便縮短帶氬時(shí)間。對工況進(jìn)行調整時(shí),要避免操作幅度過(guò)大過(guò)急需采用以上操作后,8月25日16:34,粗氬中氧氣統觀(guān)全局,主次分明,這樣才能減少操作中的失誤,的體積百分比為18×10,精氬塔底部精液氬中氮達到預期的效果。