20000空分内压缩设备运行总结

KDONAr．20000／20000／780型内压缩流程

空分设备试运行总结

1 20000m ／h空分设备简介

1．1 设计指标

20000m0／'h空分设备的设计指标见表 1。

表 1 20000m ／h空分设备主要设计指标产品名称产量纯度出冷箱出冷箱压力

／(m ／h) 温度／MPa氧气 20000 99．6％02 常温 3．0 (内压缩 )液氧 1500 99．6％02 饱和常压氮气 20000 ≤10×10 02 常温 2．5 (外压缩 )液氮 600 ≤10×10 02 饱和 O．4氩气≤ 2×10一O2，780 4 常温 3．0 (内压缩 )

3× 10 N2液氩根据氩气 42×10一O2，饱和常压产量调整 43×10～N2

注：液态产品已折合成标准状态下的气体产量。产品指标的特点是：氮产品较少，液体量占氧气产品总量的 11％左右，所以采用内压缩流程比

· 10 ·1．2 工艺流程

20000rlta3／h空分设备为常规内压缩流程，氮气外压缩，氧气和氩气内压缩，液体产品直接从精中压氩气馏塔抽取后送人贮槽，采用空气循环单泵内压缩流程。其流程如图 1所示。 图 1 20000m。／h空分设备流程图

2 试运行过程总结

2．1 空气增压机二段回流阀不能全关

在空分设备开车积液完成后，主冷液氧液位保持在 2600mm 左右，产品氮气纯度为 99．999％，产量为 20000m ／h，达标；产品氧气纯度为99．9％，但其产量仅为 13000m0／h (氧气产品设计要求为 20000m ／h)，没有达标，即使提高液氧泵转速，氧气产量仍然无法达到要求。DCS控制系统显示主换热器返流气体的温度越来越低。随后压缩机机房的维护人员察觉空气增压机的二段回流管路上有气体流动的声音，且回流管微振。检查发现二段回流阀有一定的开度，未全关。但 DCS控制系统已显示全关。工作人员只能手动关闭该阀门，但无法全部关闭。二段回流阀不能全关使空气增压机的末级排放量较小，无法复热返流液氧，使液氧送不出去。最后将空气增压机超负荷运行，使空气增压机的排放量增大，氧气排放量逐渐达标，主换热器返流气体温度也逐渐升高。空气增压机二段回流阀无法关闭的问题最终由生产厂家解决。

2．2 液氩泵法兰漏液

主塔开车成功之后运行了一段时间，发现液氩液氮液氧DCS控制系统显示冷箱基础温度从一48℃降低到一 65℃左右，而且有继续降低的趋势。根据此现象可判断是冷箱内出现漏液。工作人员发现冷箱外部阀门连接处出现大量结霜现象，打开低温泵冷箱盖后，发现冷箱内确实有漏液，维护人员持手电筒进去查看后，发现液氩泵与管道连接处法兰有蒸汽喷出，同时法兰上结有冰瘤。为了避免漏液，开封空分安装公司人员决定对法兰加装增强型聚四氟乙烯垫片。垫片加装好后，空分设备经过一段时间运行，漏液处冒气量渐少，法兰连接处也均匀结霜，不再如以前向下结冰瘤。IX2S控制系统显示冷箱基础温度逐渐回升至一47℃。

2．3 空压机放空阀振动

在空分设备正常开车 3天后，由于晚上打雷，击中中钢电站电网，引起电网波动，空压机的电流出现波动，空分设备联锁停车。操作人员重新启动

空分设备，在启动空压机时出现了故障，空压机放空阀出现振动，在 DCS控制系统上操作不起作用，影响空压机正常运行。初步判断是空压机放空阀定位器出现故障。更换上备用定位器，开启空压机后放空阀正常工作。导致空压机放空阀振动的原因可能是空压机放空阀定位器被雷击坏，或者是因短暂断电引起故障，致使放空阀振动，在 DCS控制系统上无法正常控制。

2．4 下塔超压报警

在解除空压机放空阀定位器故障之后，空分设备重新开车，但由于开车太过仓促，发生了一些小故障。开车时先启动空压机、水冷塔、空冷塔和分子筛吸附器，接着启动空气增压机。启动不久，工作人员便发现下塔安全阀起跳。原来，为了使进人塔内的空气量增大，操作人员将增压空气进下塔的阀门打开以供空气通过。在空气增压机开启之前，未关此阀，使高压空气进入下塔，导致下塔超压报警。迅速全关增压空气进下塔的阀门，随后下塔压力逐渐下降，恢复到正常值。流量／(m3／h )压力／MPa

2．5 水冷塔液泛

在之后的主塔操作过程中，由于氮气纯度不达标，将氮气及污氮全都通入水冷塔。未想还不到几分钟，水冷塔便发生液泛，大量的水自塔顶冒出。立即将氮气全部放空，结果致使水冷塔中的水全部落入底部，使水位越过紧急排水管，排水管的通气口直往外冒水，持续了半个小时左右。分析原因是未能稳健操作，急开、急关阀门。

2．6 液氧泵运行不稳定

在主塔正常运行后，液氧泵运行不稳定。首先是液氧泵 1电流每隔15分钟就波动一次，液氧泵1的正常电流为 50A，电流波动范围为 20～60A。其次就是流量、压力、转速也出现波动。液氧泵 2低速转动，几乎不波动。液氧泵的流量、压力以及转速的变化曲线如图 2所示。

图 2 液氧泵流量、压力以及转速变化曲线液氧泵

1工况波动的可能原因如下：

(1)由于中钢用气的不连续性，外网切换用气，引起氧气球罐内压力波动，从而影响液氧泵运行。但氧气球罐的用氧压力只有 1．6MPa，而液氧泵送出压力为

2．2MPa左右，按照常理不应该受影响。

(2)液氧泵的变频器受振荡信号影响，从而引起液氧泵转速波动。

(3)电机功率大，变频器太小，两者不匹配，电机转速不能达到正常运行转速，致使“小马拉大车”，从而引起液氧泵工况波动。

(4)液氧泵进口管管径太小，导致“人不敷出”，从而影响液氧泵吸人负荷，进而出现工况波动。

(5)液氧泵自身设计、制造原因。经运行分析验证，当液氧泵压力低于 2．0MPa时，波动较小；当液氧泵压力高于 2．0MPa时，波动较大。分析认为是原因(3)引起液氧泵运行不稳定的几率极大。更换变频器后液氧泵 1运行

稳定。

2．7 粗氩 I塔液位难控制氧、氮工况初步稳定后，操作人员便投运制氩系统。中钢 20000m0／h空分设备的制氩系统为全回流制氩工艺，在钢厂应用较多。循环粗氩泵运转后，在启动制氩系统时，粗氩I塔中的液位较高，但是循环粗氩泵的流量较小，难以将塔内所积累的液体送到粗氩Ⅱ塔去，最后不

得已只能排液。在操作过程当中，可通过增大贫液空控制阀的

开度使液空量减小，从而使粗氩I塔液位容易控制。

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3 结束结

当前内压缩流程空分设备已成为空分设备的主流产品，但是对于内压缩流程空分设备的调试、运行方面的经验相对不足。因此，为提高内压缩流程空分设备的运行稳定性和经济性，总结并恰当处理在空分设备运行过程中遇到的问题，是设计人员和操作人员所要面对的课题。