空分装置运行常见故障与排除

空分装置运行常见故障与排除

张亚东

身份证号： 410481199009130539

摘要：空分装置在化工企业安全稳定运行中占有极其重要的地位，所以科学合理的设计和维修空分装置具有非常大的价值。文章就其常见故障及应对措施展开了分析，与此同时，探究了其在多种环境中的维修方案，为今后空分装置系统发展提供参考。

关键词：空分装置；常见的问题；对策

19世纪末，有人发现温度较低时空气能液化，氧气与氮气沸点不等，所做的这套设备中，第1套空分设备就是100年做的，它可用于金属焊接和切割等方面，20世纪30年代后期氮肥制备技术被发现，所以这套空分装置还可将氮气分离出来，该设备既能配制氮气又能配制氧气，故更名为空气分离设备。

1.空分装置常见的故障

1.1主换热器的压差增大

空分装置冷箱主换热器压差增大14kPa至39kPa（设计报警值为30kPa）并呈持续增大趋势。

1.2膨胀机转速的波动

空分装置正在运行的膨胀机转速在8200-8700r/min之间变化，波动范围达到500r/min，平时运行时转速波动在30r/min以内，这导致空分主冷液面不稳，需反复进行人工调整。

1.3烃含量过高

由于空分装置周围有化工车间和火炬，空气中总烃含量常大于10PPm（指标：8PPm），主要成分是甲烷和碳四。有的时候主冷液中的空气中的烃类含量也过高，总烃含量为100—120ml/m3（指标：<100ml>

2.空分装置发生故障的对策

2.1日常保养

主要用途空分装置通常具有封闭性，完全敞开或半封闭性，空分装置系统主要由空分装置与供给动力的电动机构成。形式体系以使用润滑剂为主，以维持有关主要零件的特性。管道通常要运行多年，随时可重新启动而无对应机器磨损。空分装置在使用过程中存在不妥之处在于对应供给动能的电动机无法进行大修，由于集成化程度高，一旦发生相关破损，则需要进行整体替换。各种杂物引起管道堵塞是由于管道在流动时温度、压力发生了改变，杂物在管道内冷凝聚集，导致堵塞严重。当油压较高时，超过管道输送压力，这就会使空分装置接口处和腐蚀处发生泄漏和堵塞现象，有时由于管道深度不足加之因破损而产生严重质量问题时，就会使管道破裂。关于管道堵塞问题有几种简单实用的方法。选购液体清洁剂清理管道、清洗输送管最常用的一种办法就是使用清洁剂，这类化学溶液一般都很有效果，但是一旦管道发生老化、磨损等情况时有可能导致管道破损。用粉末溶液清洗输送管用粉末清洁剂代替液体清洁剂是因为这些溶液对管道腐蚀性低。多数这类粉末中都有氢氧化钠，它们能迅速发挥作用，达到疏通排气的目的。由于起效快，使用这些产品时，先让药液在管道中流动1—2分钟，然后将药粉倒入排液管。用约两倍粉，使粉末静置两分钟，再以热水洗净。

2.2冬季养护

冬季安全维护和检查的具体任务包括，对空分装置和输送设备开展检查和风险评估、针对管道开展抽检和记录、针对输送阀井设备开展维修和养护等。对运输中继设备应多点全天候监测，确保其压力，流量和温度处于正常范围。每个加气站点都要仔细检查安全阀，压力表，通风，报警装置和加气设备的工作状况，并认真记录检查结果。强化巡查，注重强化对安装工期较长管道的巡护工作，深入到企业开展输送安全检查中发现了不少问题，对于外观老旧或者超期未检测出的管道，进站以后一定要严禁运输，及时撤送质监技术部门开展安全检测工作，切不可粗心大意。企业应当根据实际情况进一步健全隐患排查治理机制。针对检查过程中暴露出的问题及不安全因素进行了认真研究并提出了改进方案及措施，做到了及时纠正，不遗留问题，保证了安全平稳供油。

2.3特殊环境的养护

造成空分装置故障的原因是多方面的，其主要表现为：的管理单位对新建输送管网或管网检修时，对故障排除和处理不仔细，流于表面，检修不彻底。对未正式经过安全检查和风险评估的航线予以利用，对部分已停止使用的航线盲目启用。在管道维修中，未对设备完全隔离而加以处置，造成了设备与管道之间存在破损现象。当运输过程中意外漏失和堵塞，维修处理不当或途径不当导致更为严重。对工作人员安全教育不到位，部分管道发生腐蚀等问题也未得到及时修复，会造成更为严重的安全问题发生，最终造成人身安全无法保障，也给整个空分装置安全平稳运行带来很大困扰。

2.4膨胀机转速的波动

工作状态的变化会对膨胀器的速度造成一定的冲击，而目前还没有对此进行人工调整。在进行实地检查的时候，我们得到了这样的结论：在经过一段稳定的时期后，我们可以看到，膨胀机的喷头是被手动的，没有经过任何的调整，所以我们可以断定，这就是我们的喷头有问题的原因。将膨胀器更换为后备膨胀器，并联络仪器室进行检查。仪器工作人员检测后，发觉：喷管内气体源压稳定，阀的开合未被卡住，建议更换定位器再试试。改造至今，膨胀器转速变化均控制在30 r/min以内，运行良好，无一次发生过“空转”现象。

2.5碳氢化合物含量超标

在化工企业中，在空气中存在着碳氢化合物含量过高的问题，碳氢化合物会通过周围的设备渗漏或排放到空气中，到现在还没有很好的方法。如果主冷却器中的碳氢化合物浓度超过标准，就要引起足够的重视，以免碳氢化合物浓度超过标准而引起主冷却器的爆裂。

在工厂中，使用的是主冷排液替换法，在排出部分液空的同时，还将碳氢化合物也一起排出，虽然会造成一些冷力的损失，但是，为了保证安全，还是有一定的必要性。现在生产过程中，将主要冷却水进行了周期性的抽气，使主要冷却水的含碳量不超过60毫升/立方米。

2.6进料压力各阶段间煤气的升温

由于对原材料压缩机采取了三次压缩两次制冷模式，而其他部分运行良好，因此，最大的可能性就是由于一级冷却器的传热性能不佳，加之温升速度较慢，因此，应当是换热器的循环水侧被堵塞。因为空分该压气机没有备用，所以只有在关掉设备后才能对其进行清洗。在进行空气分离的维修过程中，出现了一台压缩机的故障，于是，他与工程组进行了接触，对一、二级冷却器进行了清理，并且将大量的填料、沙子和泥浆都清理掉，在再次投入使用之后，第一台冷却器的出口温度达到35益，第二台冷却器的出口温度达到32益，一切都已经回到了正常状态。

3.几项提议

一是对主要换热管处的压力差值进行改造，对其中的水分、二氧化碳、碳氢化合物进行吸收，以防止压力差值增加。在对设备负载进行变化的时候，应该要格外小心，在增加或降低处理器的时候，不要太快，需要的时候也不要太快，以免某些异物在没有经过分子筛的吸防就直接进入到了主换热器中，从而造成压力差的加大，从而对传热效果产生不利的后果。

二是气门座圈为易坏零件，要保证备品足够。

三是将空分设备的进气管尽可能地与制造设备和可挥发性有机化合物的厂房保持距离，并将进气管布置在这些厂房的出气位置，以确保进气管的品质。

四是要强化循环用水质量控制，确保关键单元的安全性，每个厂房都要在关键单元的界区入口和关键单元的水线上设置开关式净化滤网，避免因制冷装置堵塞而造成的机组停电。

五是在排除故障之后，需及时进行归纳，对故障产生的现象进行细致的记录，对问题判断进行分析，对排除故障的过程进行分析，以便在同类问题的处理中起到借鉴的作用。

结论

空分装置安全使用及维护技术对化工企业平稳运行具有重大意义，需结合新技术和新思路进行改进和革新，针对泄漏问题、对管道堵塞这类常见的问题做到了及时的检查和解决，并通过现代化手段，根据实际经验来确保工作质量，从而使设备的使用更具有保障。

参考文献：

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[2]空分装置中热交换器组的PLC控制[J].陈远宏，毕鸿安.自动化仪表.1994(08)

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