2006年2月去我Feb,2006第29卷第1期Large Scale Nitrogenous Fertilizer IndustryVol 29 No. 1空分冷凝蒸發(fā)器泄漏判斷方法及處理措施劉昌良(重慶建峰化肥有限公司,重慶,408601摘要敘述重慶建峰化肥有限公司空分裝置生產(chǎn)工況出現(xiàn)異常后所釆取的工藝調(diào)節(jié)、樣點分析、保壓查漏等分析判斷方法,最終確認其主冷凝蒸發(fā)器存在一定程度的泄漏。分析泄漏原因,針對泄漏采取停車處理措施。關(guān)鍵詞冷凝蒸發(fā)器泄漏判斷方法泄漏原因分析處理措施中圖分類號:TQ11.25文獻標(biāo)識碼:B文章編號:10025782(2001004重慶建峰化肥有限公司KZON-150/550小型凝成液氮。一部分經(jīng)過液氮節(jié)流閥送入上塔作為空分主要是為化肥生產(chǎn)裝置在停車檢修期間供應(yīng)精餾的回流液,另一部分作為下塔精餾的回流液。足量的氮氣,同時生產(chǎn)氧、氮、氬3種附屬產(chǎn)品。下塔底部的液空經(jīng)過液空節(jié)流閥送入上塔作為二1997年由杭州杭氧股份有限公司進行了全面的次精餾的回流液,經(jīng)過上塔精餾后獲得氧氮產(chǎn)品。技術(shù)改造,選擇了無油潤滑空氣壓縮機和雙高純分餾塔,吸人空氣凈化裝置由原來的堿洗、硅膠除油改為預(yù)冷加分子篩一次凈化,改機械膨脹機為氮送出閥餾分氣去氬塔新型的空氣靜壓軸承膨脹機,采用組合儀表控制等凈化后的氧氮1999年1月技術(shù)改造完工后正式投入運行2003年9月一組純化器發(fā)生透水事故后使膨脹吹除閥機出現(xiàn)連續(xù)的故障,1999年10月空分系統(tǒng)停車大空氣節(jié)流閥QE1·膨脹機上|加溫闕修,之后空分塔多次開車均出現(xiàn)不能正常生產(chǎn)的二換狀況。通過分析和判斷,最終確認其主冷凝蒸發(fā)液氮純度分析閥L器存在一定程度的泄漏。2004年3月經(jīng)四川簡液空純度分析閥陽空分設(shè)備廠進行具體的拆除檢漏修復(fù),消除了缺陷。圖1空分塔工藝流程簡圖冷凝蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖2,為立管式換熱器,裝1空分塔工藝流程簡介及冷凝蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)在上下分餾塔之間,在上下管板間裝有1300多根工藝流程如圖1所示,凈化后的帶壓空氣進直徑為8m的紫銅管,管子與管板采用錫鋪焊連空分塔(又稱分餾塔)熱交換器,與返流氧氮氣體接。進行熱交換。在熱交換器中部,空氣被冷卻到冷凝蒸發(fā)器的作用是使下塔頂部的氣氮冷凝120~-130℃,再分兩路,大部分空氣人膨脹機和上塔底部液氧蒸發(fā)制冷,小部分空氣在熱交換器內(nèi)繼續(xù)冷卻,經(jīng)空氣收稿日期:20050802;收到修改稿日期:2006-01-24節(jié)流閥節(jié)流后與膨脹后的空氣分別進入下塔,產(chǎn)作者簡介:劉昌良,男,1973年出生,1995年畢業(yè)于武漢化工生液空。校,2003年自考獲得大專文憑,助理工程師,從事空分設(shè)備技術(shù)液空中氮組分先蒸發(fā),在冷凝蒸發(fā)器頂部冷管理工作5年。聯(lián)系電話:02372599第1期劉昌良,空分冷凝蒸發(fā)器泄漏判斷方法及處理措施中壓加溫進口管2空分裝置生產(chǎn)工況異常情況及分析氣態(tài)氧出口2.1出現(xiàn)的問題2003年4月,帶氬塔空分裝置生產(chǎn)情況進入種不良的生產(chǎn)局面,空分裝置主塔(分餾塔)冷量明顯不足,制氬吸附器液氧所需量達不到規(guī)定要求,預(yù)冷時間加長,吸附器液面維持不住,各點外筒體溫度回升快,無法連續(xù)性生產(chǎn)氬氣,但分餾塔氧氣、氮氣操作均能達到純度指標(biāo)(99.6%、99.9%m接液要求。2003年9月一組純化器又發(fā)生透水事故,接氧壓力表造成膨脹機氣封軸承、機芯連續(xù)燒毀,分餾塔經(jīng)常液氧出口下管板下錐體開停和加溫吹除。為此10月進行了一次大修,包液氮出口們按液氧分析閥括洗塔(化學(xué)清洗法)、系統(tǒng)管路檢漏、更換保溫灰、加溫吹除等,再開車后,分餾塔各運行參數(shù)均圖2冷凝蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)圖發(fā)生變化,經(jīng)優(yōu)化調(diào)整仍無好轉(zhuǎn)。見表1。表1分餾塔生產(chǎn)工況出現(xiàn)異常前后工藝參數(shù)對照(2003年)原料氣進塔空氣流量/下塔壓力/上塔壓力/液氧液面/氧氣純度,氬餾分氣壓力/MPa含氬,%大修前0.04608250.50.0468-1208-26大修后0.480.48230-2600.050220-260由表1對比分析可看出,分餾塔存在以下問量和主塔氧、氮產(chǎn)品的純度,對氧、氮取出閥進行題:①在進塔壓力基本等同的情況下,分餾塔下塔相應(yīng)的微量優(yōu)化調(diào)節(jié),前期反映產(chǎn)品氧、氮純度能阻力減小,加工的空氣量明顯增大;②產(chǎn)品氧純度夠維持穩(wěn)定,氬餾分中含氬量稍有提高,但后期調(diào)下降且逐漸低于純度指標(biāo)值;③上塔壓力略有上整無好轉(zhuǎn)。升,且上塔液氧液面下降,運行中液氧液面不穩(wěn)根據(jù)以上操作調(diào)節(jié),結(jié)合空分塔上下塔壓力、定;④氬餾分中含氬量逐步降低。進塔空氣流量等工藝參數(shù)變化,分析認為主塔冷22原因分析凝蒸發(fā)器存在一定程度的泄漏。1)工藝調(diào)節(jié)分析2)樣點分析由于空分塔生產(chǎn)是一種純物理現(xiàn)象的精餾過如圖1所示,空分塔冷凝蒸發(fā)器氧側(cè)與上塔程,工藝操作主要是針對產(chǎn)品氧、氮氣純度的調(diào)節(jié)相連,氮側(cè)與下塔相連,一旦冷凝蒸發(fā)器發(fā)生泄以及氬餾分中含氬量的調(diào)節(jié)。從精餾工況來看,漏因氮側(cè)壓力高勢必造成氣氮漏入氧側(cè),使得氧氧氣取出量過大,會使上塔提餾段上升的蒸氣量純度下降。且根據(jù)精餾過程中氣氧與液氧的差值減少,回流比增大。此時液體中氮和氬組分蒸發(fā)要求:當(dāng)其之間差值高于0.5%以上時,可判斷主不充分,致使氧純度下降。為了提高氧純度,在調(diào)塔的冷凝蒸發(fā)器存在輕微泄漏2。于2004年3節(jié)時須適當(dāng)關(guān)小送氧閥減少送氧量,同時開大送月8日對空分塔氣氧純度及液氧純度進行了4次氮閥取樣對比分析,結(jié)果如表2。但關(guān)氧、開氮則會使主塔內(nèi)富氬區(qū)上移,氬餾表2氣氧、液氧樣點分析數(shù)據(jù)(200403-08)分中含氧量提高,含氬量降低,同時含氮量也相應(yīng)時間氣氧純度%液氧純度,%差值,%地減少(。關(guān)氮、開氧則會出現(xiàn)相反的情況。所:3098.5以工藝調(diào)節(jié)具有不可預(yù)見性,在保證主塔液氧液面維持在正常范圍內(nèi)的情況下,首先調(diào)節(jié)降低氬5:00餾分中的含氧量,其次根據(jù)粗氬塔的阻力液空氣從表2分析數(shù)據(jù)可看出,主塔氣氧與液氧純52去我磁2006年第29卷度存在一定差值且差值達到1%以上,因此可判計、生產(chǎn)的冷凝蒸發(fā)器內(nèi)都設(shè)有水套,更好地避免斷主塔冷凝蒸發(fā)器存在輕微泄漏了這一制造缺陷。3)空分塔系統(tǒng)打壓保壓查漏為了進一步判定空分塔冷凝蒸發(fā)器存在泄4措施漏,為檢修提供可靠的依據(jù),2004年3月10日進4.1冷凝蒸發(fā)器泄漏處理措施行了一次氣密性打壓保壓檢漏測試試驗。如圖1因空分塔結(jié)構(gòu)緊湊,空間狹小,全部采用的是所示,冷凝蒸發(fā)器裝在上下塔之間,將上塔和下塔錫焊和銀焊,檢修難度大,技術(shù)要求高,采取以下完全隔開,上下塔介質(zhì)通過液氮節(jié)流閥、液空節(jié)流處理措施及步驟:①首先卸除空分塔保溫灰,再拆閥連通,加裝盲板隔離,同時關(guān)閉空分塔所有內(nèi)部除、吊開上塔箱體蓋板;②清查、確認空分塔上下連通閥門及液面計、分析管閥后,從下塔加溫閥處塔所有連接管道,并從接頭處斷開;③用氣焊將冷給下塔充氣打壓(壓力控制在06MPa以下)保凝蒸發(fā)器從上下塔焊接處斷開,從上到下按順序壓,上下塔壓力表值變化情況如表3。分別吊出上塔、冷凝蒸發(fā)器,并對上下塔接口處作表3空分塔氣密性試驗結(jié)果(200403-10)相應(yīng)的防塵保護;④拆開冷凝蒸發(fā)器上封頭,制下塔打壓保壓時間/保壓后下塔保壓后上塔作、安裝工裝夾具,并將冷凝蒸發(fā)器全部浸入水中壓力/MPa壓力/MPa壓力/MPa3.00.012對其殼程進行打壓檢漏,查出具體漏點;⑤對漏點10:160.553.0進行修理,如被檢出的是管子漏則采取堵塞管子10:250.563470.055辦法予以處理,如是管板漏則采取用錫焊掛補處理;⑥做強度試驗,試驗壓力08MPa,保壓半小從表3試驗結(jié)果可看出,重復(fù)5次對空分塔時;⑦拆除冷凝蒸發(fā)器工裝夾具回裝封頭;⑧按下塔充人一定壓力保壓3mn后,下塔壓力均有③相反順序回裝冷凝蒸發(fā)器、上塔以及恢復(fù)相應(yīng)所下降,且上塔壓力表均有壓力顯示,證明下塔氣的接管和上塔箱體蓋板;⑨最后進行系統(tǒng)保壓、檢體已竄入上塔,即可判定空分塔冷凝蒸發(fā)器存在漏和洗塔,回填保溫灰。泄漏。4.2冷凝蒸發(fā)器泄漏處理技術(shù)要點1)在拆除、斷開空分塔上下連接管道前應(yīng)作3冷凝蒸發(fā)器泄漏原因分析好標(biāo)識,防止回裝時出錯。從設(shè)備結(jié)構(gòu)和實際操作情況來看造成泄漏的2)所有錫焊地方焊前均需去氧化皮,可用鋸原因有以下幾點:′片鏟、刮,之后用焊劑涂刷一遍,并鋪焊少量焊錫1)系統(tǒng)操作加溫、吹除頻繁。系統(tǒng)每一次從3)錫焊焊接時要不斷刷焊劑,以保證更好地運行狀態(tài)(-176~-186℃)到常溫,再到加溫吹熔合和固化。焊劑配制按ZmC2:水=14比例配除(40~70℃),過程溫差近200℃0,多次冷熱沖擊制對系統(tǒng)的影響4)回裝冷凝蒸發(fā)器封頭時,管程要充水,避2)系統(tǒng)超壓。各種因素較多,系統(tǒng)超壓時有免焊接時熱量集中熔掉內(nèi)部管板周圍的焊錫發(fā)生。在2003年10月空分塔停車檢修期間送檢生新的漏點的安全閥,發(fā)現(xiàn)有2臺安全閥銘牌調(diào)校值與實際)冷凝蒸發(fā)器回裝時,需先對下塔進行吊線啟跳值相差近10倍,即原來安全閥調(diào)校值偏高,校正,并固定,確保整塔垂直度達100%。沒有起到系統(tǒng)超壓保護作用。6)因塔體壁厚較溥,所有拆卸、吊裝工作要3)系統(tǒng)吹除不徹底,特別是系統(tǒng)洗塔后,若輕拿輕放,避免撞擊變形,影響今后塔的精餾效吹除不徹底一些死角處結(jié)冰易撕裂焊縫。果4)存在結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷。冷凝蒸發(fā)器封頭與4.3今后運行生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題管板對接焊時,內(nèi)部沒有設(shè)置水套隔離保護,其熱1)嚴格執(zhí)行工藝紀(jì)律,防止系統(tǒng)超壓、超溫量積聚很容易使管板周圍錫焊熔化脫落,造成隱情況發(fā)生,杜絕純化器穿透操作。藏缺陷,致使主塔冷凝蒸發(fā)器管板邊緣錫焊縫開2)一個運行周期內(nèi)應(yīng)盡量減少停車保壓次裂發(fā)生泄漏的可能。目前四川簡陽空分設(shè)備廠設(shè)數(shù)防止冰堵將管子凍裂。期劉呂良,空分冷聚蒸發(fā)器泄判斷方法及處理措施第1期3)系統(tǒng)加溫、吹除時,不應(yīng)以加溫時間長短樣點分析、保壓查漏這3種遞進方式反復(fù)驗證、判作為判斷依據(jù),應(yīng)采取多處取樣分析其露點的方斷主冷凝蒸發(fā)器存在泄漏,并及時停車檢漏修理,法,以具體數(shù)據(jù)來判斷裝置是否具備開車條件?；謴?fù)了設(shè)備原有的性能。一年多時間來,空分塔4)按照設(shè)備維修規(guī)程,定期對系統(tǒng)進行氣密生產(chǎn)運行正常,產(chǎn)品氧、氮、氬純度指標(biāo)均達到了試驗,以及校驗安全閥等安全保護設(shè)施,使之處于原始設(shè)計標(biāo)準(zhǔn):99.6%99.9%、99.99%。有效使用狀態(tài)。參考文獻1李化冶,制氧技術(shù).北京:冶金工業(yè)出版社.19975結(jié)論2薛裕根制氧機故障分析100例,北京:冶金工業(yè)出版社空分塔生產(chǎn)工況出現(xiàn)異常后,通過工藝調(diào)整LEAKAGE DIAGNOSIS AND TREATMENT OF VAPOURCONDENSER OF AIR SEPARATORLiu ChangliangChongging Jianfeng Chemical Fertilizer Co. Ltd, Chongqing, 408601)Abstract This paper describes analysis diagnosis methods, such as process adjustment, sampleanlysis and under pressure leakage checking at abnormal production of the air separator of Jianfengchemical plant, finally finds out the leakage of main vapour condenser, analyzes the reasons for theleakage and takes measures to shutdown the separator to treat the leakageKey words: vapour condenser, leak diagnosis method, leakage analysis, treatment measures川化股份有限公司110kt/a塔式硝基復(fù)肥項目通過竣工驗收自2002年9月國務(wù)院下發(fā)了國發(fā)辦[202]52號文件《關(guān)于進一步加強民用爆炸物的安全管理規(guī)定的通知》后,農(nóng)用硝銨的生產(chǎn)面臨著政策性停產(chǎn)。川化股份有限公司積極穩(wěn)妥地采取相應(yīng)的措施,結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有的塔式造粒硝銨生產(chǎn)特點,先后攻克了防爆劑研制及添加、干粉磷酸一銨加熱及輸送、液固兩相混合攪拌、熔融料漿差動式造粒等各種技術(shù)難關(guān),自主研究開發(fā)成功了農(nóng)用硝銨塔式造粒轉(zhuǎn)產(chǎn)硝基復(fù)肥的生產(chǎn)技術(shù),使川化股份有限公司在造粒硝銨改性轉(zhuǎn)產(chǎn)硝基肥料方面走在了國內(nèi)同行業(yè)的前列。該技術(shù)采用的工藝為原造粒硝銨生產(chǎn)裝置的加入防爆劑后熔融硝銨與經(jīng)蒸汽加熱后的干粉磷酸銨在熔融攪拌器中攪拌混合,再由差動造粒杋在造粒塔頂旋轉(zhuǎn)噴灑造粒后,液滴冷卻落下成顆粒均勻、外表光滑的硝基氦磷復(fù)肥。該裝置投資費用317.65萬元,于2003年1月中旬動工,4月24日正式建成投產(chǎn),平均負荷104.3%,經(jīng)過72h的連續(xù)運行考核,裝置達到設(shè)計能力,生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。該項目充分利用了原有的造粒硝銨生產(chǎn)裝置,只增加了少量的設(shè)備和儀表,具有授資省、建設(shè)周期短、工藝成熟可靠、經(jīng)濟效益好、產(chǎn)品市場競爭力強等特點。2005年12月14日在川化股份有限公司召開的該項目的竣工驗收會上,專家組一致通過了該項目的竣工驗收,并認為該工藝設(shè)計合理、生產(chǎn)流程簡短、解決了硝銨轉(zhuǎn)產(chǎn)硝基復(fù)肥工業(yè)化大生產(chǎn)連續(xù)運轉(zhuǎn)的技術(shù)難題,是目前國內(nèi)造粒硝銨轉(zhuǎn)產(chǎn)硝基復(fù)肥的優(yōu)選方案。同時該裝置在生產(chǎn)過程中的氣和粉塵的排放均達到國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),而且比原造粒硝銨生產(chǎn)工藝減少了2/3的污染物排放量,在國內(nèi)同類裝置中具有一定的推廣應(yīng)用價值截止到2005年11月,該裝置共生產(chǎn)硝基氮磷復(fù)肥167.90k,實現(xiàn)銷售收入2.28億元,利潤6867.33萬元。該項目還獲得2003年度四川省科技進步一等獎和國家發(fā)明專利權(quán),并成功地填補了因農(nóng)用硝銨停產(chǎn)而造成的國內(nèi)硝態(tài)氮肥的市場缺口和硝銨改性這一化工領(lǐng)域中的技術(shù)空白。汪家銘