李長(zhǎng)錄 （天津天鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)力廠制氧車(chē)間，河北涉縣 056404)

6 000m3/h空分管線改造實(shí)踐

李長(zhǎng)錄 （天津天鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)力廠制氧車(chē)間，河北涉縣 056404)

針對(duì)6 000 m3/h空分設(shè)備冷箱跑冷嚴(yán)重導(dǎo)致主冷不能正常積液的實(shí)際運(yùn)行狀況，分析了空分設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)行模式，對(duì)空分設(shè)備進(jìn)行了改造。介紹了分餾塔與氬系統(tǒng)連接工藝管線實(shí)施切除改造的過(guò)程。改造后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，降低了泄漏和冷量損失，提高了產(chǎn)品氧氣純度，降低了能耗。

空分設(shè)備 管道 泄漏 冷量 改造

1 前言

2 分餾塔與氬系統(tǒng)連接管線切除改造原因

2010年2月28 日，空分設(shè)備積液第三天，主冷液位保持在700 mm后不再上漲，積液過(guò)程中發(fā)現(xiàn)主冷箱結(jié)霜逐漸嚴(yán)重，特別是換熱器部位結(jié)霜嚴(yán)重，如圖1所示。因此決定對(duì)冷箱進(jìn)行扒砂、查漏。在扒砂后對(duì)塔內(nèi)管線、壓力容器檢漏過(guò)程中查出兩處漏點(diǎn)，而其中一處為粗氬塔回分餾塔管道連接處存在泄漏;考慮到KDON-6000/6000-Ⅱ型空分設(shè)備所帶的有氫制氬系統(tǒng)的存在不但會(huì)造成一定冷量損失，更重要的是氬系統(tǒng)存在成為對(duì)空分系統(tǒng)安全穩(wěn)定生產(chǎn)的重要隱患，特別是當(dāng)分餾塔系統(tǒng)和氬系統(tǒng)連接管線焊接處任何一處出現(xiàn)漏點(diǎn)會(huì)造成更大冷量損失，最終導(dǎo)致精餾工況無(wú)法正常運(yùn)行。因此，對(duì)分餾塔系統(tǒng)與氬系統(tǒng)連接處管道切除改造將對(duì)整個(gè)空分系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

圖1

3 工藝管線改造和試壓檢漏過(guò)程

3.1 工藝管線改造前期準(zhǔn)備

（1) 對(duì)整套空分設(shè)備進(jìn)行徹底加溫吹掃，準(zhǔn)備對(duì)冷箱進(jìn)行扒砂。由于珠光砂容易引起人員窒息，所以在扒砂過(guò)程中為防止噴砂事故制定相應(yīng)安全措施和應(yīng)急預(yù)案，并派安全人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督整個(gè)扒砂過(guò)程。利用三天時(shí)間最終將塔內(nèi)珠光砂清理干凈。

（2) 對(duì)塔內(nèi)支架安裝牢固度進(jìn)行安全檢查，并要求專業(yè)人員搭設(shè)充足的支架，便于檢查人員進(jìn)入塔內(nèi)檢漏工作，并對(duì)后期管線切除和焊接作業(yè)做好前期準(zhǔn)備。

（3) 對(duì)塔內(nèi)進(jìn)行打壓檢漏過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，氬系統(tǒng)與精餾塔系統(tǒng)連接管道處有一處明顯漏氣，為了避免此套空分設(shè)備氬系統(tǒng)對(duì)整套空分穩(wěn)定運(yùn)行造成的影響，對(duì)氬系統(tǒng)與精餾塔系統(tǒng)所有連接管道及線路進(jìn)行徹底切除。

3.2 管線改造

KDON-6000/6000-Ⅱ型空分設(shè)備簡(jiǎn)易流程圖如圖2所示。為了保證對(duì)氬系統(tǒng)和分餾塔系統(tǒng)連接管線一次性切除成功，技術(shù)工作者查閱原始圖紙及相關(guān)技術(shù)資料，把所有工藝管線，氣體流向，儀表管線等都經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，仔細(xì)研究，目的只有一個(gè)，即要徹底切除影響生產(chǎn)運(yùn)行無(wú)關(guān)管線，更要保證作業(yè)過(guò)程不出現(xiàn)差錯(cuò)，通過(guò)研究需要切除管線共7處，切除管線具體切除部位見(jiàn)圖2(圖2上用“×”標(biāo)示切除部位)。

圖2

（1) 從JL102閥前引出的去往精氬塔一根直徑為25 mm液氮管。

（2) 精氬塔蒸發(fā)器氣氮去往下塔一直徑為40 mm管道。

（3) 精氬冷凝器氣氮去往污氮管道一直徑為65 mm管道。

一位校長(zhǎng)問(wèn)詢：引進(jìn)一位骨干教師原本很優(yōu)秀，引進(jìn)后因至親親人長(zhǎng)期生病，護(hù)理和治療受拖累，工作無(wú)法進(jìn)入狀態(tài)，直到失去親人卻難以啟齒，只表示今后會(huì)好好為學(xué)校工作，很擔(dān)心她最終會(huì)頂不住，又不知如何幫她走出來(lái)。

（4) 從分餾塔引出氬餾份去往粗氬塔一直徑為250 mm管道。

（5) 粗氬塔底部去往主塔一直徑為80 mm液氬管道。

（6) 從JL101閥前引出去往粗氬塔冷凝器一根直徑為100 mm液空管道。

（7) 粗氬塔冷凝器底部一直徑為25 mm液空回主塔管道。

3.3 進(jìn)入塔內(nèi)對(duì)需要切除管道做現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記

在做好所有前期準(zhǔn)備工作后，最難的是能正確標(biāo)記所切除管道具體位置。由于塔內(nèi)管道錯(cuò)綜復(fù)雜，而且儀表管線較多，在塔內(nèi)頻繁查找過(guò)程中稍不留心會(huì)造成新的漏點(diǎn)，儀表管線出現(xiàn)漏點(diǎn)對(duì)未來(lái)檢漏工作會(huì)造成更大困難。因此在高空環(huán)境下作業(yè)確保任何一環(huán)節(jié)萬(wàn)無(wú)一失是一個(gè)重大難題。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)需切除管線查找過(guò)程中，技術(shù)工作人員對(duì)塔內(nèi)管線反復(fù)研究，仔細(xì)辨認(rèn)，在對(duì)所有查找出管線具體位置以特殊標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)示，以便后期切除管道線和焊接人員能順利找到管線的正確位置。

3.4 管道切除具體實(shí)施階段

相關(guān)技術(shù)人員前期對(duì)工藝認(rèn)真分析、研究確定了需要切除的所有無(wú)關(guān)管線，并進(jìn)入塔內(nèi)對(duì)需要切除管道經(jīng)過(guò)反復(fù)查找，對(duì)需切除位置做特殊標(biāo)記，然后就可以進(jìn)入塔內(nèi)實(shí)施切除和焊接重要程序。

管道切除由我廠檢修技術(shù)人員進(jìn)行，而焊接作業(yè)由廠家來(lái)人進(jìn)行。為了能確保整個(gè)作業(yè)過(guò)程順利實(shí)施，工藝人員在作業(yè)期間始終盯守現(xiàn)場(chǎng)對(duì)生產(chǎn)工藝及具體管道切除位置點(diǎn)做相應(yīng)指導(dǎo)，整個(gè)作業(yè)過(guò)程歷時(shí)3天。

3.5 換熱器試壓檢漏

從圖1可以看出主冷箱塔體換熱器部位結(jié)霜較為嚴(yán)重，為了能確保此次扒砂檢修過(guò)程能一次性取得成功，避免再次進(jìn)行扒砂等大工作量情況發(fā)生，決定對(duì)換熱器氮?dú)?、氧氣、污氮?dú)馔ǖ肋M(jìn)行打壓查漏，以確保換熱器不存在漏點(diǎn)。

（1) 首先對(duì)進(jìn)出換熱器氮?dú)?、氧氣、污氮?dú)夤艿纼啥诉M(jìn)行加裝堵板或切除管道并焊接等措施，提供打壓查漏環(huán)境。

（2) 在對(duì)氮?dú)?、氧氣、污氮?dú)庵鹨淮驂翰槁┻^(guò)程中，首先排除外界因素對(duì)檢測(cè)造成的影響。管道上一些溫度傳感器、氣體成分分析點(diǎn)等都可作為干擾因素及打壓查漏失敗要因，所以在檢測(cè)過(guò)程中對(duì)所檢測(cè)管道排除一切干擾因素來(lái)確保換熱器各通道檢漏過(guò)程順利進(jìn)行。

（3) 氮?dú)馔ǖ劳ㄟ^(guò)PF102閥進(jìn)行充壓，污氮?dú)馔ǖ劳ㄟ^(guò)PF101閥進(jìn)行充壓，氧氣通道通過(guò)打開(kāi)PF105和PF104閥進(jìn)行充壓，并在各充壓閥處各加裝一壓力表來(lái)觀察相應(yīng)檢測(cè)通道內(nèi)的壓力變化，通過(guò)變化情況來(lái)判斷檢測(cè)氧、氮、污氮通道是否泄漏。

（4) 最后通過(guò)觀察壓力變化和計(jì)算泄漏率等方法確認(rèn)氧、氮、污氮通道不存在泄漏，判斷換熱器不存在漏點(diǎn)。

3.6 塔內(nèi)管線全面檢漏

專業(yè)人員對(duì)切除部位進(jìn)行切除并進(jìn)行相應(yīng)焊接、換熱器各通道進(jìn)行恢復(fù)等措施后，技術(shù)人員進(jìn)入塔內(nèi)對(duì)所有壓力容器、儀表管線、切除部位焊接處分別進(jìn)行常溫查漏和裸冷查漏，并經(jīng)過(guò)數(shù)次重復(fù)查漏確認(rèn)無(wú)漏點(diǎn)后對(duì)塔內(nèi)填裝珠光砂準(zhǔn)備空分設(shè)備啟動(dòng)驗(yàn)收工作。

4 改造效果

4.1 通過(guò)管線改造，減少了去氬系統(tǒng)冷量損失，并減少了冷箱內(nèi)管線泄漏概率，確保了空分設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 在設(shè)備啟動(dòng)過(guò)程中加快主冷積液速度和縮短了氧氣并網(wǎng)時(shí)間，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 改造后可操作彈性大，啟動(dòng)更加方便，操作更為簡(jiǎn)單，能更好地適應(yīng)外界用氧變化，滿足了煉鋼等部門(mén)生產(chǎn)要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

空分設(shè)備冷箱內(nèi)管道泄漏嚴(yán)重將導(dǎo)致主冷無(wú)法正常積液等嚴(yán)重后果，通過(guò)對(duì)分餾塔和氬系統(tǒng)連接管線進(jìn)行徹底切除改造，降低了設(shè)備泄漏的概率，減少了冷量損失。進(jìn)入上塔膨脹空氣量由原先4 500m3/h到目前3 200m3/h即可滿足冷量供求平衡，一定程度上也提高了產(chǎn)品氧氣純度。現(xiàn)此套空分設(shè)備運(yùn)行正常，并在多次啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)間較改造前縮短近2 h，即節(jié)約了能耗，又保證設(shè)備的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

Modification Practice of 6 000m3/h Air Separation System Pipeline

Li Changlu

Modification had to be carried out on 6 000m3/h air separation system because its cold box leakage caused the main cold heat changer not to accumulate a normal fluid level.The paper analyzes the production running mode of the air separation system and describes the cutting modification on the connection pipeline between fractional column and argon system.After modification,the equipment runs stably with reduced leakage and cold energy loss,increased oxygen purity and lowered energy consumption.

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（收稿 2010－10－20 責(zé)編 趙實(shí)鳴)

李長(zhǎng)錄，男，2006年畢業(yè)于河北科技大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)在天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司動(dòng)力廠制氧車(chē)間從事技術(shù)員工作。