彭文莉

（陕西天宏硅材料有限责任公司 陕西咸阳）

一、设备概况及故障情况

空冷塔型号KDN1500/120Y，产气量1500 m3/h，液氮产量为120 L/h。2009年3月调试合格后投入生产。运行近4年时间，连续稳定为全厂各单元提供高纯度氮气，2012年12月设备运行过程中，制氮站设备操作人员发现塔冷箱表面出现多处结霜现象，主要分布在塔泄砂孔法兰表面、气动电磁阀根部、仪表柜西侧接缝、冷箱外壁上部共4处，见图1。

图1 空分塔局部结霜情况

二、原因分析

针对结霜现象，分别对各处结霜点进行检查，通过对冷箱顶部检查，发现冷箱上部结霜是由于设备长时间运行，冷箱内部珠光砂下沉，失去隔冷层而导致顶部出现空隙后在设备表面吸热而结霜。其他3处，由于未打开设备，初步判断是由塔内管路泄漏，导致冷量损失过多，最大可能是膨胀机进口法兰处漏出的冷气，使得周围的珠光砂吸湿，影响了保温效果，导致塔内冷量与外界热交换，从而产生结霜现象。需打开空分塔后进一步查找证实，对此，做详细维修方案。

三、开展维修

由于空分塔内的所有设备和管路都在冷箱里边，而冷箱内部的空隙全都由珠光砂填满，要找出漏点是一项繁杂而庞大的工程，必须先把冷箱内部的珠光砂全部扒出后才能进行检漏工作。

1.装置加温、静置、扒砂

在确保了安全性和检修材料准备齐全的情况下，开始对该装置进行扒砂。首先对空分塔加温吹除，确保塔内珠光砂无结块并变为松软状态，防止扒砂过程中顶部结块的珠光砂突然落下砸坏塔内精细管道和仪表，打开膨胀机出口阀和加温阀，关闭膨胀机进口阀和吹除阀，进行加温，塔内温度逐渐上升为6℃，同时为了缩短时间，人工对塔顶结块较大的珠光砂进行破碎并搬出。然后进行扒砂工作，对塔内珠光砂清理干净。

2.维修

（1）初步对塔内进行打压、检漏。在检漏过程中，发现膨胀机进口法兰片上部有气体漏出（图2），其余管道未发现有漏气现象。通知仪表人员，对塔内所有的铂热电阻和差压变送器进行校验。

图2 膨胀机进口法兰处

（2）对开车旁通阀的进出口管道进行改动并重新焊接，解决跑冷问题。检查2台膨胀机进口处法兰的密封面有无损坏，并更换垫片。对塔内所有管道包括法兰处进行多次打压、检漏，重新焊接的地方发现有漏点并进行修复，其他位置未发现漏点。

（3）对冷箱气动阀门内的保温材料进行更换，避免阀门根部结霜现象。对冷箱内精馏塔4个方向进行垂直度检测，差值0.5～1.5 mm，属正常范围。对装置进行裸冷，并再次分两组人员进行检漏，未发现漏点。

3.回装

将新购的珠光砂装入塔内。在装砂前，可检测废旧的珠光砂含水率，结果为45%（正常含水率标准为0.5%～1%），超出合格范围，不能重复利用。将吊装珠光砂所需的工具安装到位。对新到的珠光砂检测含水率，结果为0.09%。对冷箱周围有缝隙的地方用玻璃胶进行密封，以防止跑冷。对塔内所有螺栓进行紧固。

4.试运行

对设备进行加温吹扫，直至露点达到-70℃。4月7日上午开车，一直连续运行到4月19日，经测试，设备运转良好，氮气各项指标正常，冷箱周围未发现此前的结霜现象。并且在开车过程中，塔底积液时间比检修前减少2～3 h，调纯时间缩短，电损耗降低。

四、总结

在购买珠光砂时，一定要去厂家验货，验货合格后才能装运。否则保温效果差的话，必须重装，延误生产。装填珠光砂时，选用卷扬机吊装方案，既减少了员工的工作强度，又提高了装填效率，还有就是在塔顶选择安装支架的位置要适合安装，并焊接加固牢靠。

通过对漏点位置分析，得出冷箱下部结霜的主要原因，而对于膨胀机进口处法兰漏气的原因，主要是在安装调试过程中，配对螺栓没有拧紧，导致法兰面受力不均匀，虽然调试过程中没有发现漏点，但随着装置长时间运行，该处垫片由于受力的关系，垫片被压坏，气体顺着垫片坏的部位跑出，在带着周围珠光砂旋转，时间久了，将法兰冲出一个凹槽，形成漏点。另外，检修工作之前充分分析故障原因，合理制定检修方案，确保检修工作有序进行。