黄震宇，倪宏伟，郭正奎

（四川空分集团工程有限公司，四川 简阳 641400）

某煤化工空分装置采用汽轮机驱动一拖二（空压机和增压机），因电力检修停车2天，启动后发现主换热器温差很大，之后每启动一次就会恶化一次。根据现场运行反馈情况进行了仔细分析，确定了是由于增压机启动过程中引起的故障。

1 现场情况分析

用户原流程设计如图1所示，根据用户现场反馈的信息，启动模式可能为沿用以前逐步升压方式，很有可能造成湿空气进入到压力空气通道。据运行主管介绍，汽轮机驱动一拖二（空压机和增压机），增压机入口现场加装了启动辅助充压管线，即从空压机二级出口接了一根DN150的管道到增压机入口，增压机设置有放空管线。图中粗线部分为原流程设计现场增加的DN150充气管线。

该项目空分装置原启动顺序是：（1）启动前增压机补气阀全开。（2）汽轮机启动（冷态2h）。（3）空压机压力提升（0．5h），启动预冷系统（0．7h）。（4）纯化系统打开冲压阀充压（0．3h），纯化系统正常后（0．7min）。（5）开启增压机导气补气阀加负荷（0．5h），然后增压机吹扫露点（2．5h+）。按照此启动顺序，整体启动时间约7+小时。

2 故障原因分析

综合该套空分装置的流程组织及设备配置等综合情况，初步认定有如下几方面的原因可能造成该故障现象。

（1）切换阀使用年代久远，切换阀密封不严泄漏，导致纯化器充压时间过长。

（2）空气通道因湿空气进入导致堵塞。湿空气经启动管线，增压机入口DN700阀门，空气进冷箱DN600阀门，进入到主换热器压力空气通道。这两只阀是大口径蝶阀，很可能密封不严，有内漏。查阅DCS趋势图，发现主换空气通道阻力比过去大，用户自行尝试对压力空气通道加温无效。

（3）启动方式不当。空压机、空冷塔、吸附器分步充压，有切换阀的分割。切换阀又是开关阀，在倒换过程中存在压差控制不好，有对吸附器床层造成冲击的危险。需要考虑补气，手动补气控制比较复杂，有可能导致吸附器空气出口切换阀出现过大压差。采用湿空气补气具有更大的风险。首先没有经过纯化器净化的湿空气会残留在管路及增压机冷却器内，其次湿空气置换需要时间，最后湿空气可能由于阀门内漏进入冷箱。原启动方式泄漏路线图如图2。

图2 原启动方式泄漏路线

3 改进措施

经大致了解流程后，建议更改启动方式，增压机空气启动辅助管线，务必将原增压机补气阀关闭或加盲板隔离，主要是担心水汽腐蚀启动管路阀门。冷箱前空冷塔、吸附器、增压机整体升压，不用考虑增压机补气。改进后启动流程见图3，整个开车启动过程约3．5-4h，安全，快捷。节省了增压机吹扫露点的时间，原启动方式至少要2个多小时，现在压力正常后，分析就合格。同时预冷、纯化在空压机提升压力过程中开车，纯化系统也是提前进行了充压，节约了1h左右。

3.1 增压机应该不用补气

图3 改进后启动方式

汽轮机启动慢，切换阀口径很大，从空压机入口到增压机入口阻力不大，主要是止回阀的顶开阻力；增压机有密封气，不会因那么小的负压而导致设备失效，也不可能油气进去，如同氮压机、氧气机启动均会存在风险，事实上并没有。启动时转速慢，增压机低转速下负载很小，更谈不上引起喘振，冲动的瞬间，极低的负压也不会造成管道、设备的损害。特意咨询沈鼓技术专家，确认增压机只要有密封气，不会导致油泄漏到工艺管道。多次向运行主管解析了详细理由，他们咨询了某些新上的装置，可以不充压启动增压机。

3.2 改进启动方式

具体启动方式如下：（1）启动前增压机补气阀全关空压机手动放空阀关1/2，打开分子筛充压阀、全开增压机入口阀，全关增压机各放空阀、各冷却器吹扫导淋；（2）汽轮机启动（冷态2h）；（3）空压机升压（0．5h）升压至0．35MPa启动预冷系统；（4）预冷系统启动后纯化系统建立污氮气循环。（5）压力提升后，增压机加负荷，然后现场做吹扫露点（0．5h）。

4 结语

该项目空分装置采用汽轮机驱动，按照原分步充压方式启动，耗费时间长，耗能，耽搁供气时间，易造成主换热器通道堵塞，风险较大。采用整体升压方式启动，无需充气，安全、快捷，只要保证没有大气量的取出，即使少量泄漏，也没有影响。因后端空气经过了分子筛纯化器处理，质量能得到保证，实际上，只要主冷没有液体，可以连通空分下塔整体升压。关于空压机止回阀，了解了3种不同型号的都可以这样开车，没有什么不利影响。本项目装置大加温后，按照提出的改进方案，空分装置一次启动成功，查看主换热器压力趋势图看不出有明显的压差变化，解决了主换热器通道的堵塞风险，既安全又快捷。