任新娟（玉门油田分公司炼油化工总厂动力车间，甘肃酒泉735000）

0 引言

某日，工作人员在例行检查时发现冷箱壁西面上部有结冰情况，面积在1m2左右，和前一段时间相比冷箱密封气压力稍有上涨。对此进行分析可知，冷箱内密封气有25%左右氧含量、1.5%左右氩含量，冷箱温度保持在0℃以上，没有明显的变化，没有呼吸阀跑砂以及冷箱壁鼓包变形、开裂等情况出现。根据泄漏点数据和位置进行分析，最后得出粗氩塔顶部的出口管道连接其上部回流液管道之处铝钢接头或焊缝有泄漏，富氧粗氩气是主要泄露介质，存在DN25mm回流管直径这一判断。因为没有产生大量泄漏，能够控制其安全风险，最终决定采取采用合理方法对运行加以监视，并及时合理的制定处理方案，如果泄漏面积扩大将停车处理。

1 冷箱泄漏风险分析

1.1 冷箱壁低温冻裂

当低温气体泄漏对冷箱壁和支撑进行冲刷，极易冻裂冷箱壁和损坏支撑。当低温液体泄漏时，液体极易沿着珠光砂流到下面的冷箱基础上，快速降低基础温度，使基础冻坏。液体极易从四周向冷箱其他位置流动，冷箱壁及支撑被冻坏。

1.2 富氧危险

如果富氧、气氧和液氧是泄漏介质，那么将不断提升冷箱内的氧含量，富氧区域将陷入危险，在有明火和静电火花时容易发生爆燃。

1.3 冷箱超压鼓包和喷砂

液体在泄露后流动时会受热不断气化，冷箱内压力不断提高，极易使冷箱出现超压喷砂情况，甚至会时冷箱局部出现鼓包及破裂情况。当气体有着较大的泄漏量时，也会使冷箱超压。

1.4 冷箱砂爆

如果泄漏液体量增加，并且延长持续时间，冷箱内珠光砂中汇集很多低温液体，因为珠光砂没有良好的传热效果，短时间内不会急剧气化，但在遇到热源或流动时，将会快速膨胀，其体积将增加超过600倍，将使冷箱内压力迅速提高，呼吸阀没有及时泄压，会产生砂爆情况，破坏冷箱，严重时会整体垮塌。

1.5 珠光砂冲刷

珠光砂受到泄漏介质流动影响而产生“气锯”，将会冲刷周边设备管道，造成其损伤[1]。

1.6 设备内部进入珠光砂

珠光砂极易在漏点部位管线和设备内部，从而形成污染以及对堵塞管道和换热器形成堵塞。

2 控制和处理冷箱泄漏风险的对策

2.1 防控冷箱富氧风险的对策

使用纯氮气代替冷箱中的污氮气，将冷箱密封的气含氧量尽可能降低，应确保控制在23%以下。将分析冷箱密封气的氧含量的频率增加，从原本的每月1次分析变成每周1次分析，同时做好相关记录。如果氧含量存在没有规律的增加情况，应该及时将分析频率加大。在条件允许的情况下可在泄漏点附近开孔进行取样分析，以对泄漏情况进行准确判断。

2.2 防控冷箱超压对策

结合具体要求打开冷箱呼吸阀，利于冷箱置换和泄压，定期检查冷箱呼吸阀是否正常。控制冷箱合理充入密封气，始终控制冷箱密封气的压力在指标范围内，禁止大于1kPa，避免冷箱呼吸阀起跳产生喷砂现象，也要避免冷箱产生负压进入潮湿空气。

2.3 防控冷箱冻裂损坏对策

使用适量热氮气来置换冷箱中的部分冷气，应用低压蒸汽对冷箱结冰处进行吹扫使其冰块及时融化掉，运用望远镜对冷箱壁是否有冻裂等情况进行观察。

2.4 提升巡检监控力度

（1）巡检时操作人员应该2人1组，对冷箱附近是否存在异常情况进行检查。每组监测冷箱结霜结冰面积是否扩大，使用测温枪对冷箱结冰处温度加以监测，并做好记录工作。如果冷箱结冰结霜面积扩大或是冷箱钢板有跑砂及冻裂等情况出现，应及时向车间报告。（2）主控加强巡检冷箱参数，将上塔压力控制在33kPa左右，加强巡检冷箱基础温度、主冷液位及冷箱密封气压力等。如果冷箱密封气压力突破100Pa或瞬间增长50Pa，基础温度减少5℃，以及冷箱密封气之中含氧量增大等情况应及时向车间报告。（3）对冷箱珠光砂沉降高度定期进行测量，对珠光砂结块以及浸入液体情况加以检查，有利于判断是否泄露了低温液体。如果泄露了低温液体，那么珠光砂容易出现沉降，基础温度随之降低。

2.5 防控冷箱泄露液氮及氮气的对策

如果冷箱泄露氮气或液氮，应将冷箱内供密封气及时停止或减小，避免氮气和液氮消失，冷箱内压力快速提升，会出现砂爆情况。应严格控制冷箱内积累液氮，如果积累了过多液体将会十分危险，要进行停车处理[2]。

2.6 防控冷箱内含有过高氧气的对策

如果冷箱内含有过高的氧气，为了避免明火和静电等引发爆燃情况，应该及时切断冷箱有关电源，冷箱附近10m 范围内不应出现明火。采取以上对策后，冷箱密封气成分以及压力逐渐稳定，冷箱壁结冰面积未增长，也未产生冻裂及跑砂等情况，能够控制这一风险。当泄漏情况没有明显变化时，应对运行进行监视。为避免泄漏面积扩大，合理制定检修方案，并做好停车检修的准备。

2.7 停车加温对策

装置根据计划停车，排液使用时间为8 h。分馏塔加温应严格根据加温规程进行。加温前，将冷箱顶部人孔盖和呼吸阀打开，设置防护网及挡雨棚。加入少量分子筛空气进到分馏塔，结合冷箱密封气得出压力以及冷箱开人孔喷砂情况确定空气导入量。应缓慢开展加温工作，避免冷箱超压和跑砂。在分馏塔通气一定时间后，结合具体情况逐渐通入冷箱密封氮气，珠光砂加温。在塔内设备和管道温度与人孔密封气温度为标准值时，结束加温。

3 应急处理冷箱泄漏扩大风险的对策

（1）当冷箱泄漏增大时，出现以下情况时应停止空气压缩机和冷箱的运行：泄漏大量液体及冷箱内基础温度降低速度加快，并小于-50℃；检查冷箱壁后发现冻裂及基础损毁等情况；冷箱密封气含有的氧量超过40%以上；冷箱的密封气压力快速增长；制冷量加大后主冷液位依旧无法正常维持。

（2）如果冷箱泄露面积较大时，有危急人员出现、出现设备安全问题以及工艺异常变化等问题，比如上塔、下塔以及冷箱密封气等压力突然变化、冷箱喷砂和产生低温蒸汽云等现象应该及时停下运行的空气压缩机和冷箱[3]。

（3）应急处置对策：停下空气压缩机，将进塔空气及时切断，避免泄漏面积不断扩大出现冷箱破裂和砂爆事故，在液体大量泄漏的情况下应该将冷箱密封气的充气阀及时关闭，避免液体气化加快冷箱超压，禁止任何热源通入冷箱；停下运行的空分装置后，冷箱通过放空阀泄压，但应保证塔内压力比冷箱密封气压力大10 kPa 以上，防止珠光砂向塔内漏入；将塔内液体及时排放出去，安全排放液体至液氧喷射蒸发器，对喷射蒸汽量加以调整；在冷箱周围无动火的条件下排放；重视现场操作安全，注意操作的规范性；严格根据设备加温操作规程给分馏塔加温，避免过快加温使冷箱超压。如果有液体泄漏，禁止向分馏塔迅速加温，可先自然复温，保证有足够的复温时间，接着逐渐加温，复温速度标准是冷箱壳体不超压。

4 结语

文章所探讨的空分装置冷箱泄漏问题因及时发现，并进行准确分析判断，采取了合理的风险控制措施，能够保障装置运行的安全性和稳定性。在停车检修后能够消除泄漏点，使冷箱壁结冰情况消失，恢复冷箱密封气氧含量，满足了预期要求。