关于空分装置试车问题及解决方案

关于空分装置试车问题及解决方案

杨东联1,闫小虎2 ,王光元3,郑士杰4

陕西延长石油榆神能源化工有限责任公司公用工程车间 陕西 榆林   719302

【摘要】本文介绍了榆神能化公司80000Nm3/h空分装置的流程特点、试车过程中的问题及处理方法。

【关键词】 空分  流程特点  试车 

一、前言

陕西延长石油榆神能化公司80000Nm3/h空分装置由杭州杭氧集团公司成套设计供货，采用一拖二压缩机组、预冷系统、分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、规整填料、液氧液氮内压缩流程，于2022年9月产出合格氧氮，相关产品指标详见下表。截至目前装置运行平稳，本文对该装置试车以来的问题及解决方法进行总结。

二、流程特点

1、冷却水采用闭式冷却水。若厂区循环冷却水与各化工装置共同使用，难免存在介质泄露，导致循环水TDS、电导率、浊度、COD等偏高，为保证装置的长周期安全稳定运行，在装置选型期决定采用闭式冷却水进行冷却。

2、氮气等级多，且氮气使用量大。

3、纯化系统中分子筛采用三层设计，惰性氧化铝＋活性氧化铝＋分子筛，在能够有效吸附空气中的水分、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物的同时，且能够保证分子筛的使用寿命及使用效果。

4、精馏塔采用规整填料塔，压降小，滞留量少，调节灵敏，提高了对氧氮的分离能力，并有利于装置的变负荷生产，且极大的降低了单位产品的能耗。

5、在设计高压液空节流阀的同时设计液体膨胀发电机（200kw），在装置平稳运行时由高压节流阀切换为液体膨胀机运行每年可发电量约为160万千瓦时。

6、主冷凝蒸发器采用双腔四层设计，在保证装置安全运行的同时极大的降低了装置能耗。

7、氧氮产品采用经典的内压缩工艺流程，保证了氧气系统的安全运行，与外压缩流程相比装置能耗大大降低。

8、冷箱设计安全可靠，因冷箱内装有珠光砂进行保冷，若存在泄漏需要停装置并将珠光砂拔掉后方可进行检修，每次需要十几天到二十几天的检修时间，为防止冷箱内设备与管道泄漏，采用以下技术措施：

①主冷箱内所有连接处采用焊接形式，不得采用法兰连接，并且所有焊口100%进行射线探伤，在投用前并进行耐压性、气密性试验、裸冷试验，各项合格后方可填装保冷珠光砂。

②低温泵及附件、主要阀门单独设置冷箱，与主冷分开设置，便于后期维护保养。

③冷箱内采用氮气进行保护，防止湿空气进入导致保冷效果降低；另外在冷箱设置压力测点及温度测点，实时监测冷箱内压力及温度，防止因泄露导致冷箱冷箱超压、超温引起事故。

9、设置保安氮气系统。在全厂装置停运后，为保证化工装置催化剂、煤粉系统的安全，装置设置后备保安氮气系统，利用空浴式换热器使液氮与空气进行换热，向后系统提供一定量的氮气。

三、装置试车出现问题及解决方案

1、汽轮机单试期间，轴封气投用后轴封处未出现合格轴封气、轴封气压力无法建立，对整个沿线进行检查，所有手动阀门均已全部打开，调阀门开度从0%-100%开关后轴封气均无法建立，从而分析管道存在某处堵塞情况，对各法兰进行逐个检查，排除管道堵塞后逐个检查阀门阀芯是否脱落，最后检查为减压阀阀芯断裂，经过更换阀芯后轴封气投用正常。

2、在进行三机组联动试验过程中，增压机大齿轮振动在升至额定转速4065rpm时，振动超过报警值，达到40μm（报警值38μm、跳车值50μm），与生产厂家沟通、通过振动数据分析判断为振动探头固定支架可能在额定转速时发生共振，拆盖后对探头支架进行加固后再次启动振动降至13

μm左右，长时间运行稳定。

3、汽轮机真空长时间不合格

汽轮机抽气器使用3.8Mpa（g）过热蒸汽作为动力将汽轮机后汽缸及空冷器抽至20kpa（a）；在汽轮机单试前进行抽真空作业，汽轮机后汽缸压力在40分钟后下降至30kpa（a）后维持至此压力再无下降趋势，导致汽轮机无法启动（启动压力20kpa（a））。对汽轮机排气管线、空冷所属所有阀门、法兰进行泄露检查均无漏点，后又将空冷器隔离对抽气器本身进行干抽试验，真空也可以达到20kpa（a）以下；通过对此现象分析，怀疑抽气器工作能力不足，导致真空无法达到启机条件；后于厂家沟通，对动力蒸汽进入抽气器前过滤器进行更换，再次启动抽气器，45分钟后汽轮机后汽缸压力下降至15kpa（a），汽轮机一次启动成功。

四、重要设备、重要的管控措施

1、重要管道施工及试车过程中的监控

①氧气管线到场后，除常规验收外还需按照技术规格书对管道内部光滑度及脱脂情况进行验收，在安装前需要对管口进行保护，防止沙尘等杂物进入后污染管道；施工过程中严格按照氧气管道的施工要求进行验收，每条焊缝内部要求光滑；在有蒙乃尔材质的管段，要对管道材质、垫片材质进行专项确认；在投用前对管道内部进行化学清洗严格按照氧气管道脱脂后验收标准进行，对管道跨接线需进行专项检查，防止遗漏或未连接。

②S98主蒸汽管道，在安装前需要对管口进行保护，防止沙尘等杂物进入后污染管道。施工过程中严格按照蒸汽管道的施工方案要求进行验收。因主蒸汽管道为高温高压应力管道，危险性高，在管道投用前专人对管道支吊架、保温进行专项检查；S98主蒸汽进入汽轮机进行做功驱动汽轮机运行，管道洁净度要求高，需要进行严格的蒸汽管道吹扫。

③机组润滑油管道、大口径管道，在管道施工过程中，专人检查管道内部洁净度，确定无杂质方可吊装焊接；在管道焊缝焊接前对焊缝内部进行专人确认，确保焊缝口无铁屑等无杂质；在投用前对管道内部进行冲洗、吹扫，润滑油管道需要进行专项润滑油冲洗，分为机内外循环，润滑油合格标准达到NAS5级以上标准为润滑油冲洗合格。

2、重要设备试车过程的监控

①压缩机组、膨胀机组、低温液体泵等动设备安装过程专人负责，进出口管道严格按照施工图纸要求进行安装，在安装过程中对进出口洁净度要高度重视，设备到场后设备进出口需立即增加盲板防止杂质进入设备损坏，在设备启动前使用内窥镜进行专项检查，确认干净连接后方可启动。

②冷箱内换热器为板翅式，设备与管道连接在打磨坡口过程需对管道进行封堵，避免铝屑进入，如铝屑进入将无法清理，在投用设备前必须使用内窥镜检查，以保证设备内部洁净度符合要求。

五、结语

   新投运装置因都是新设备，设备问题一般较少，而装置的设计、施工、仪表及工艺操作等关系到装置的长周期运行，需做好前期工作。合理的设计是装置平稳运行的前提，高标准的施工质量是装置长周期运行的基础，熟练的工艺操作水平是装置经济运行的保障。空分工艺路线成熟,设计上要充分考虑现场的条件。要严格控制装置内重要隐蔽工程、对运行有较大影响的关键工序，尤其要控制好管道的清洁度及重要设备。对前期试车和试运行过程中发生的故障要勤交流，多总结，及时通过预案演练和技术改造降低装置故障率，实现装置“安、稳、长、满、优”运行。

参考文献

1、韩少伟，大唐呼伦贝尔化肥有限公司空分装置设备配置特点及试车总结，《黑龙江科技信息》 2015(000)003，(P25-26)。

2、孙韬 某大型煤气化装置空分系统试车经验总结，《煤炭加工与综合利用》2018(000)002，(P36-40)

3、刘勇，神华3*82000Nm3/h空分装置一拖二机组试车总结与操作，《化工管理》  2016年9月，（P7-9）