空分高压板式换热器冰堵单体复热方案的应用

2017-08-12，

河南化工 2017年7期

关键词：空分液氧板式

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(河南省濮阳龙宇化工有限责任公司，河南濮阳 457000)

空分高压板式换热器冰堵单体复热方案的应用

周非，郑鹏辉

(河南省濮阳龙宇化工有限责任公司，河南濮阳 457000)

空分装置在开车后发现高压板式换热器出现换热不好现象，影响了生产的经济运行，经分析并研究解决方案，对高板进行单独复热，达到了良好的效果。

高压板式换热器；冰堵；复热

0 前言

公司KDON16000/16000空分装置是由开封东京空分集团整体设计制造，压缩机由沈阳鼓风机厂制造，汽轮机由杭州中能制造。空气压缩、增压机由汽轮机驱动，采用一拖二机组运行。工艺采用分子筛净化，增压后透平膨胀制冷，液氧内压缩流程。该装置是航天炉的配套装置，于2008年投入生产使用，无备用的氧气系统，因此，空分运行负荷的高低直接影响着气化及后工段的负荷运行。

1 故障现象

空分工段在短停开车生产过程中发现高压板式换热器换热不好，空气侧无液空液位显示，运行过程中氧温波动偏大；增压机三段入高压板式换热器，空气节流减压阀LV0008与以前相比，同等阀位下75.5%，高压空气入高压板式换热器的进气量为19 000 Nm3/h，且机组增压机三段出口压力高达到6.9 MPa，空分氧量偏低达到14 300 Nm3/h；日均甲醇产量520 t；制约着生产的运行，导致煤耗、电耗等单耗高，影响公司的经济效益。生产中进气量达21 000 Nm3/h，空气侧有液位显示，高压板式换热器换热良好。高压板式换热器工艺图如图1所示。

图1 高压板式换热器工艺图

如图1所示，来自液氧泵的液氧及上塔污氮气和高压空气进行换热，高压空气入高压主换热器，被冷却到-158 ℃(节流到0.485 MPa、-175 ℃)进入下塔；污氮气一部分(21 400 Nm3/h)经高压板式换热器后又分两股：一股11 800 Nm3/h复热到37 ℃去水冷塔，另一股9 600 Nm3/h经高主换复热到-106 ℃，再经低主换复热到11 ℃去纯化系统；液氧部分经液氧泵加压至5.02 MPa，温度为-176 ℃，经高主换复热到37 ℃，流量为16 000 Nm3/h，去气化单元。

2 故障原因分析

因锅炉蒸汽不足导致空分多次停运，密封气切换为空气，空气中含有水分，可进入增压机，进入增压机三段管线；增压机三段换热器内漏气侧有水分进入，进入增压机三段管线；在停车过程中虽及时关闭现场阀门，但不可完全避免水分漏入，多次停车导致高压板式换热器冰堵。

3 故障处理措施

高压板式换热器冰堵常规处理措施是对空分冷箱整体进行复热需5 d，时间长，生产不允许。结合义马气化厂及安徽昊源空分的生产运行经验，对高板进行单独吹除复热，做好隔离和升降温速率的控制，即高板升温与送氧系统隔离，同时严格控制升降温速率在10 ℃以内，并制定了详细的复热方案，以保证高压板式换热器和低压板式换热器的安全；计划增加六出切断阀，以在停车时能进行紧急切断，避免湿空气进入；对机组密封气进行脱水，阻止水进入系统。

4 故障处理步骤

空分机组按正常操作运行至正常转速，空压机组进行升压，同时预冷纯化系统一起升压，待压力至0.35 MPa投用预冷系统，开启循环水泵、冷冻水泵，启动冷水机组，保证空冷塔温度低于12 ℃；投用纯化系统，开再生气；分子筛后露点合格后，对膨胀机进行加温吹除，同时对增压机三段管线入高板进行吹除，待露点合格后，温度低于-80 ℃，冷箱充压进气，并启动膨胀机进行制冷，转速逐渐提高至20 000 r/min，流量在21 000 Nm3/h；污氮气至低板的外送阀全开，液氧泵出口手阀关闭，液氧泵送出调节阀关闭。

具体升降温调节步骤如下：①通知机组逐渐提高增压机三段压力至3.0 MPa；②保证增压机压力在3.0 MPa，调节高压板式换热器污氮气外送阀HV4029，逐渐打开高板至下塔的LV4008，根据高板至低板的温度点40 TI4024升温速率情况，升温速率确认小于10 ℃/h，如果速率达不到，可通过提高增压机三段出口压力和开大LV0008阀控制速率；③待温度升至0 ℃以上，再吹除1～2 h，以保证高压板式换热器吹除彻底；④对高板吹除后，再通过调整高板污氮气外送阀，逐渐降低六出压力和LV4008阀控制好降温速率10 ℃/h以内；⑤待温度降低至-90 ℃，对冷态液氧泵进行开大导淋阀进行预冷，降至-100 ℃启动液氧泵进行正常调纯；⑥在操作过程中，严格按照升降温速率进行操作，严禁超温；严格监控好上塔阻力及压力的变化并同时监控好其它指标的变化，若上塔阻力指标高于3 kPa，则进行主冷排液降低压差。