大型空分冷箱內泄漏危害及分析處理

張準 吉星（河南龍宇煤化工股份有限公司，河南永城476600）

大型空分冷箱內泄漏危害及分析處理

張準 吉星（河南龍宇煤化工股份有限公司，河南永城476600）

空分冷箱內設備、管線介質都是低溫液體或低溫氣體，一旦發生泄漏，可能導致冷箱鼓包、變形、凍裂甚至發生噴砂事故；對于冷箱內設備泄漏要及時制定檢修措施，分析泄漏原因并消除隱患。

空分冷箱；泄漏；危害；原因；措施

隨著制氧行業的發展，低耗、高效的大型空分裝置在生產中的應用越來越廣泛。空分冷箱也隨著越來越大，冷箱內管道、設備多，長期超低溫環境運行，頻繁的應力變化等因素導致冷箱內設備泄露的現象越來越多，冷箱內部泄露也成為制約空分裝置長周期安全運行的主要因素。

大型空分裝置一般采用液體內壓縮流程及全精餾制氬，冷箱內設備多，管道結構復雜。高壓、低壓的空氣管線，經過液體泵增壓的高壓液氧、液氮管線，中低壓的氮、氬、污氮氣管線，分組排列體積很大的高、低壓板式換熱器以及高大的主分餾塔和精氬、粗氬塔。（圖1）

而這些裝置中介質都是低溫液體或低溫氣體，為了減少冷損以及避免凍傷事故，主裝置全部裝在冷箱內，并裝填珠光砂保保冷。冷箱內管線或設備一旦發生泄漏，危害巨大。如果冷箱內低溫管道斷裂、閥門泄漏等突發性的大的泄漏，可能會導致冷箱內壓力急劇上漲，冷箱破裂，大量的珠光砂從冷箱裂口或呼吸閥口噴出造成砂爆事故。對于這種類型的泄漏我們只能采取緊急措施，立即停止裝置運行，通過安全方式泄放掉冷箱內裝置管線壓力，疏散人員到安全地方。待冷箱壓力恢復正常后組織扒砂檢修。

但大部分冷箱內泄漏都是從微小的泄漏開始，主要表現在1、冷箱填充氣壓力緩慢上漲，局部區域可能出現鼓包變形甚至開裂。2、冷箱填充氣一般為污氮氣，發生泄漏后，對冷箱填充氣進行取樣分析可觀察到含氧量發生變化。3、由于內部多為低溫工質，發生泄漏會有局部冷箱結霜嚴重。

但即是冷箱內設備、管線存在微小的泄漏如果不能及時發現得到有效的處理也是危害巨大的：1、根據泄漏量大小，將會造成冷箱壓力升高甚至超壓鼓包或跑砂。由于冷箱內部分管線、設備由冷箱壁承重，如果冷箱鼓包，有可能會造成該處管線、設備移位，從而引起更大的事故。2、如果泄露的是低溫液體或泄漏點離冷箱壁較近，有可能凍裂冷箱壁，造成跑砂事故，甚至造成冷箱垮塌。3、如果是氧介質泄漏，遇明火會發生爆炸事故。4、停車后，如果裝置內無壓力或為負壓，有可能漏入珠光砂堵塞設備、管線，影響下次開車。

冷箱內部的泄漏大多分布在低溫液體閥門壓蓋及部分設備、管線本體。造成設備、管線泄漏主要有以下幾個方面原因：1、試車及運行過程中頻繁的開停車導致冷箱內管線及閥門壓蓋泄露。2、安裝設計缺陷導致管線支撐斷裂，管線受力不均，振動。3、安裝位置不合理施工缺陷冷箱內設備拉筋斷裂。4、制造及設計缺陷導致的設備本體泄露，多出現在國產的板翅式換熱器。5、閥門壓蓋漏液或局部珠光砂填充不均導致冷箱板及鋼結構斷裂。6、安裝施工過程把關不嚴導致部分引壓管松脫或接口斷裂。

對于冷箱內設備、管道發生的泄漏要慎重對待，根據泄漏情況評估是否需要立即停車扒砂處理。針對造成冷箱泄漏的因素做出相對應措施，并在日常運行中完善安全管理及維護保養措施。1、在冷箱上不同高度裝設壓力計，隨時檢測不同位置壓力變化，并做記錄。2、定期對冷箱填充保護氣做氧含量分析，判斷冷箱內是否有介質成分變化。3、定期檢查冷箱壁是否有異常結霜、鼓包變形，并分析原因。4、利用檢修期間由相關閥門廠家對閥門填料函進行更換壓緊，維護保養。5、在主要低溫閥外圍做一個閥箱，與大冷箱進行隔離，以便以后閥門壓蓋發生泄漏，可以不進行扒砂進行處理。6、盡量減少開停車次數，保持裝置穩定運行，工況負荷調整是緩慢平穩，避免大幅工況波動。7、對于斷裂的拉筋，應予以修復，并適當增加斜拉筋的長度，改變傾斜角度。8、由于管道與管架之間的相對位移產生的摩擦，造成管道有輕微磨損，應在管道相應部位包覆聚四氟乙烯彈性帶。9、對設備、管道本體的漏點聯系廠家采取相應的補焊措施。

空分裝置冷箱內泄漏嚴重威脅空分裝置的安全運行，要避免出現泄漏情況既要從設計、制造、安裝質量、驗收方面嚴格把關，還要求日常工藝操作平穩，盡量避免大負荷調整工況及頻繁開停車；嚴格控制工藝指標，遵守操作規程，實現空分制冷裝置的安全運行。

[1]《工業金屬管道工程施工及驗收規范》GB50235－97.

[2]《制冷設備、空氣分離設備安裝及驗收規范》GB50274-98.