空分高壓板式換熱器冰堵單體復熱方案的應用

，

(河南省濮陽龍宇化工有限責任公司，河南 濮陽 457000)

?

空分高壓板式換熱器冰堵單體復熱方案的應用

周非，鄭鵬輝

(河南省濮陽龍宇化工有限責任公司，河南 濮陽 457000)

空分裝置在開車后發現高壓板式換熱器出現換熱不好現象，影響了生產的經濟運行，經分析并研究解決方案，對高板進行單獨復熱，達到了良好的效果。

高壓板式換熱器 ； 冰堵 ； 復熱

0 前言

公司KDON16000/16000空分裝置是由開封東京空分集團整體設計制造，壓縮機由沈陽鼓風機廠制造，汽輪機由杭州中能制造。空氣壓縮、增壓機由汽輪機驅動，采用一拖二機組運行。工藝采用分子篩凈化，增壓后透平膨脹制冷，液氧內壓縮流程。該裝置是航天爐的配套裝置，于2008年投入生產使用，無備用的氧氣系統，因此，空分運行負荷的高低直接影響著氣化及后工段的負荷運行。

1 故障現象

空分工段在短停開車生產過程中發現高壓板式換熱器換熱不好，空氣側無液空液位顯示，運行過程中氧溫波動偏大；增壓機三段入高壓板式換熱器，空氣節流減壓閥LV0008與以前相比，同等閥位下75.5%，高壓空氣入高壓板式換熱器的進氣量為19 000 Nm3/h，且機組增壓機三段出口壓力高達到6.9 MPa，空分氧量偏低達到14 300 Nm3/h；日均甲醇產量520 t；制約著生產的運行，導致煤耗、電耗等單耗高，影響公司的經濟效益。生產中進氣量達21 000 Nm3/h，空氣側有液位顯示，高壓板式換熱器換熱良好。高壓板式換熱器工藝圖如圖1所示。

圖1 高壓板式換熱器工藝圖

如圖1所示，來自液氧泵的液氧及上塔污氮氣和高壓空氣進行換熱，高壓空氣入高壓主換熱器，被冷卻到-158 ℃(節流到0.485 MPa、-175 ℃)進入下塔；污氮氣一部分(21 400 Nm3/h)經高壓板式換熱器后又分兩股：一股11 800 Nm3/h復熱到37 ℃去水冷塔，另一股9 600 Nm3/h經高主換復熱到-106 ℃，再經低主換復熱到11 ℃去純化系統；液氧部分經液氧泵加壓至5.02 MPa，溫度為-176 ℃，經高主換復熱到37 ℃，流量為16 000 Nm3/h，去氣化單元。

2 故障原因分析

因鍋爐蒸汽不足導致空分多次停運，密封氣切換為空氣，空氣中含有水分，可進入增壓機，進入增壓機三段管線；增壓機三段換熱器內漏氣側有水分進入，進入增壓機三段管線；在停車過程中雖及時關閉現場閥門，但不可完全避免水分漏入，多次停車導致高壓板式換熱器冰堵。

3 故障處理措施

高壓板式換熱器冰堵常規處理措施是對空分冷箱整體進行復熱需5 d，時間長，生產不允許。結合義馬氣化廠及安徽昊源空分的生產運行經驗，對高板進行單獨吹除復熱，做好隔離和升降溫速率的控制，即高板升溫與送氧系統隔離，同時嚴格控制升降溫速率在10 ℃以內，并制定了詳細的復熱方案，以保證高壓板式換熱器和低壓板式換熱器的安全；計劃增加六出切斷閥，以在停車時能進行緊急切斷，避免濕空氣進入；對機組密封氣進行脫水，阻止水進入系統。

4 故障處理步驟

空分機組按正常操作運行至正常轉速，空壓機組進行升壓，同時預冷純化系統一起升壓，待壓力至0.35 MPa投用預冷系統，開啟循環水泵、冷凍水泵，啟動冷水機組，保證空冷塔溫度低于12 ℃；投用純化系統，開再生氣；分子篩后露點合格后，對膨脹機進行加溫吹除，同時對增壓機三段管線入高板進行吹除，待露點合格后，溫度低于-80 ℃，冷箱充壓進氣，并啟動膨脹機進行制冷，轉速逐漸提高至20 000 r/min，流量在21 000 Nm3/h；污氮氣至低板的外送閥全開，液氧泵出口手閥關閉，液氧泵送出調節閥關閉。

具體升降溫調節步驟如下：①通知機組逐漸提高增壓機三段壓力至3.0 MPa；②保證增壓機壓力在3.0 MPa，調節高壓板式換熱器污氮氣外送閥HV4029，逐漸打開高板至下塔的LV4008，根據高板至低板的溫度點40 TI4024升溫速率情況，升溫速率確認小于10 ℃/h，如果速率達不到，可通過提高增壓機三段出口壓力和開大LV0008閥控制速率；③待溫度升至0 ℃以上，再吹除1～2 h，以保證高壓板式換熱器吹除徹底；④對高板吹除后，再通過調整高板污氮氣外送閥，逐漸降低六出壓力和LV4008閥控制好降溫速率10 ℃/h以內；⑤待溫度降低至-90 ℃，對冷態液氧泵進行開大導淋閥進行預冷，降至-100 ℃啟動液氧泵進行正常調純；⑥在操作過程中，嚴格按照升降溫速率進行操作，嚴禁超溫；嚴格監控好上塔阻力及壓力的變化并同時監控好其它指標的變化，若上塔阻力指標高于3 kPa，則進行主冷排液降低壓差。

5 處理效果

經過24 h的處理，高壓板式換熱器冰堵現象得以消除，高壓板式換熱器進氣量達到21 000 Nm3/h，同時換熱情況良好，空氣側液空液位顯示，空分氧量達到15 800 Nm3/h，日生產甲醇產量達到560 t，降低了生產的消耗，保證了公司的經濟運行。

6 結束語

通過對高壓板式換熱器的單獨復熱，有效地解決了高壓板式換熱器的冰堵現象，從而保證了生產裝置正常滿負荷生產。

采取不排主冷液氧的方法，大大縮短了空分復熱時間，減少了能源消耗，取得了較好的經濟效益。單體換熱的復熱方案的應用，延長了空分設備的運行周期。與整體復熱相比，可有效減少復熱時間，減少生產消耗，提高生產效率。

TQ050.2

：B

：1003-3467(2017)07-0046-02

2017-04-26

周 非(1982-)，男，助理工程師，從事化工生產與設備管理工作，電話：18903939935。