安钢钢铁公司制氧厂两套23500制氧机分别于2006年12月23日、2007年3月24日投入生产运行，制氧机采用全低压分子筛净化吸附、空气增压透平膨胀机制冷、全精馏无氢制氩、产品氧气、氮气外压缩、氩气内压缩的工艺流程。

　　2#23500和3#23500制氧机投产以来经常出现两个原因不明的恶劣工况：

　　一、当时工况

　　1、氩塔工况不稳，存在莫名其妙的波动

　　粗氩塔是进行氧、氩低温分离的设备，工作温度在-180℃左右。运行过程中，经常间断性的出现粗氩塔馏分量和纯度波动，导致粗氩塔阻力波动，粗氩纯度受到影响，经常出现氮塞，为调整此工况恢复正常需要大幅压低氧产量，甚至由23500Nm3/h压低至8000Nm3/h或6000Nm3/h，产量降低达70%以上，即使如此，氧纯度也可能低于99.2%，这对氧气正常供应造成了极大的破坏。

　　2、分子筛吸附末期CO2超标。主冷乙炔、碳氢化合物时常超标报警

　　分子筛吸附器是用于吸附空气中的水分、CO2、乙炔、碳氢化合物等杂质，吸附后的CO2残留量是衡量分子筛吸附效果的一个重要指标。在吸附后期，经常出现CO2超标情况，这说明分子筛的吸附效果不好，可能出现这样的严重后果：

　　本来设计运行两年的制氧机可能运行几个月就因为水、CO2等杂质低温下堵塞造成流道阻力大或精馏效果不好而被迫提前系统停车大加温，开车、停车、加温各过程至少需要120小时;

　　还有一种更恶劣的可能是因为乙炔、碳氢化合物等危险杂质未被彻底吸附进入到主冷、液空蒸发器等场所与液氧反应发生剧烈爆炸，这种事故损失、修复费用和恢复时间都无法估量。

　　二、分析氩塔工况不稳的原因

　　氩塔工况不稳、馏分量波动的原因可能有很多，我们逐一进行了分析：

　　1、氧产量提取过多;经过多次观察，波动前后氧产量没有偏大。

　　2、液氮节流阀调节不当

　　液氮节流阀的开度可以改变下塔回流液体量，使下塔回流比发生变化。当阀门开度发生漂移或振荡时，回流下塔的液氮量发生变化，液空纯度随之波动。但这种漂移或振荡不应该具有规律的周期性，况且我们的液氮节流阀是手动控制的，给出一个开度后反馈值能够稳定在给定值。这就排除了液氮节流阀出问题的可能。

　　3、液悬

　　当下塔发生液悬时液空纯度很不稳定，波动很大，液空液面波动也很大，这一点和我们的现象很吻合。但是，下塔发生液悬时液氮纯度、氮气纯度无法达到标准值，下塔阻力也发生大幅波动。我们的这些参数却比较稳定，而且其它参数也都很正常，所以排除液悬的可能。

　　4、氩塔、主塔设计或制造有问题：我们分析认为如果是设备问题，工况不会是波动，而应该是一直恶化，所以排除了这一原因。

　　5、主塔工况不稳，氧纯度下降：

　　我们通过工况参数趋势曲线分析，氩塔工况波动前，确实存在氧纯度下降情况，存在明显的因果关系。这有可能是氩塔工况波动的原因。

　　而对于上塔氧纯度下降的原因，我们通过分析表对下塔液空纯度连续监测，发现先有下塔液空纯度波动，后有上塔氧纯度波动，有明显因果关系。

　　我们认为下塔液空纯度波动就极有可能是氩塔工况不稳的主要原因。

　　三、制定氩塔工况不稳的对策

　　㈠尽量在分子筛切换时稳定并增加进入下塔的空气量

　　我们当时分析认为液空纯度不稳定是由于空气量波动造成的。我们发现分子筛升压阶段空气量波动明显，此时进入分子筛的部分空气要分流一部分对另一台准备投运的吸附器进行升压，进入下塔参加精馏的空气就要相应减少。

　　在吸附器升压阶段，采取手动控制空压机导叶的方法增加空气量：

　　①吸附器均压开始后，将空压机导叶由自动转为手动缓慢开大3.5%(当时空气温度30～22℃)。

　　②均压剩200秒时，去另一台分子筛的气量减少，将空压机导叶再手动关小1.5%，节约用电。

　　③将分子筛并行时间由5分钟缩短到1分钟。

　　④吸附器并行结束后参考当时空压机的排气压力，将导叶关回到原来开度，打为自动。

　　经过这样控制后，切换时空气波动量小于1500Nm3/h，液空纯度波动幅度有所减小(2%)，2#液空纯度波动幅度小于1.2%，波动频率也明显减小。3#液空纯度波动幅度小于0.8%。

　　㈡尽量控制下塔液空含氧在高位运行

　　下塔液空是下塔精馏产物，也是上塔中部回流液的来源。液空含氧纯度需要控制在一个合理范围。液空纯度高，有利于提高上塔氧纯度，但会降低下塔液氮纯度;液空纯度低，会提高下塔液氮纯度，但会降低上塔氧纯度。正常情况下，液空纯度一般控制在34-39%O2。我们将2#的V3阀开大到61.2-62%，3#的V3阀开大到62.3-63.7%。使液空纯度都能够达到39%，提高其抗波动能力。

　　在当时，我们控制液空在39%O2高位运行，同时密切关注氮纯度在允许范围内。

　　四、对氩塔工况不稳的处理效果

　　过渡阶段的应急处理效果：基本能满足生产，但仍时有波动，不理想，不彻底。

　　而且因为要稳定液空含氧量，要提高空气量，但空气量提高又增加了吸附器的负荷，吸附效果不好，造成吸附器吸附末期因CO2含量高而频繁报警，主冷乙炔和碳氢化合物也因为含量超标而频繁报警，制氧机实际上是在一种存在安全隐患的状态下运行，因此实际上不可能更多提高空气量，这就需要解决吸附器吸附效果不好的问题。

　　五、分析分子筛吸附器吸附效果不好的原因分析

　　在许多制氧行业专家的参与下，我们分析吸附器的吸附效果不好的原因可能是：

　　1、空气量大或者是进塔空气温度高。对此我们检查了空气流量计和空透、预冷系统的各项参数，经过比对，我们认为空透流量指示是准确的，实际空气量没有超过设计标准。

　　2、可能是CO2分析表出现问题。这个问题在我们解决问题的过程中一直被争论，一直被反复验证。因为我们有几套制氧机，所以我们用几只表测同一取样点，用同一只表测不同的取样点，都验证了分析表也是准确的。这说明在分子筛吸附末期CO2确实升高了。

　　3、可能是2#纯化器再生有问题。再生效果不好会影响吸附器的吸附效果，针对这一可能出现的情况，我们提高了分子筛再生气电加热器的工作温度，增加了再生污氮气量，但是并没有明显解决问题。

　　4、可能是吸附器内的吸附剂填加数量不够。利用检修机会，我们又最大限度地增加了吸附剂装填量，但收效不大，没有彻底解决问题。

　　5、可能是吸附剂出现中毒、失效问题。这需要对吸附器检修进行验证。

　　6、可能是分子筛和氧化铝装填效果有问题。这需要对吸附器检修进行验证。

　　7、可能是纯化器设计和制造存在问题。这需要对吸附器检修进行验证。

　　六、对吸附器检修后的效果检查

 1/3    1 2 3 下一页 尾页