空分裝置預冷機故障及處理措施

李巨奎

摘 要：空氣預冷機是空氣分離設備的一個重要組成部分，它串接于空氣壓縮機系統和分子篩吸附系統之間。合理高效地使用空氣預冷機，有利于空氣分離設備長期安全地運行，特別在高溫季節里尤為重要。

關鍵詞：預冷機;故障;措施

空氣預冷機做為空分裝置的輔助設備，在正常生產中主要起到：降低空氣溫度、減小純化系統工作負荷、洗滌空氣中HCL等可溶性雜質的作用。預冷機后連接的純化器分子篩對二氧化碳的吸附值隨溫度升高而減小，而空氣中的飽和含水量隨溫度升高而增加。所以裝置要求進入分子篩純化器的空氣溫度是越低越好，一般技術指標要求是2℃—15℃。在近幾年的生產中，由于空氣預冷機運行不善，導致空分裝置能耗增加，分餾塔液氧液面管路堵塞，嚴重時造成空分裝置停車。具體問題主要體現在以下三個方面：

1.預冷機冷媒高壓超標，造成預冷機停機

夏季高溫時，預冷機出口氣體溫度12℃ ～17℃，冷媒高壓為 1.9～2.3MPa（正常為0.9～2.2MPa），設備長時間處于高壓報警狀態下工作，數次發生冷媒高壓超標，導致預冷機停機保護。停機時造成進純化器的空氣溫度達到36℃，空氣中的飽和水分沒有大量去除，這種工作狀態不符合安全操作規范，對預冷機、分子篩純化器本身也極為不利。經過對預冷機進、出口空氣溫度;冷卻水進、出口溫度分析，造成這種現象的原因主要有以下3個方面：

1.1進預冷機的冷卻水溫度偏高

裝置的循環水冷卻系統設備陳舊、處理量較小、設計存在缺陷，造成循環水在高溫季節里不能有效的把循環水溫度降至工藝指標范圍內，是導致預冷機冷媒高壓超壓的一個原因。

實施的措施：對裝置循環水冷卻系統進行清理、疏通和改造。原來的冷卻塔被泥巴和水垢嚴重堵塞了空氣的流動通道，阻礙了空氣的向上流動，使冷卻塔的空冷效果差。因此把原來的散熱片填料更換成空心散熱填料，保證了空氣向上流動的暢通，達到了冷卻塔的空冷效果，使水溫降低了8℃，達到了工藝指標范圍。

1.2進預冷機的空氣溫度偏高

裝置空氣壓縮機冷卻器效果差造成進預冷機的空氣溫度偏高，是導致預冷機冷媒高壓超壓的第二個原因。

實施的措施：主要對空氣壓縮機中的冷卻器進行了酸洗除垢，對堵塞的換熱器管線進行疏通，取得了良好效果。

1.3預冷機中冷卻器的冷卻效果差

裝置的循環水沒有進行水質處理，致使設備冷卻器中水管線結垢、堵塞，造成預冷機中的冷媒不能及時降溫、冷卻，是導致冷媒高壓超壓的另一個原因。

實施的措施：冷卻水循環系統已經定型，正常生產時不能改造成軟化水系統，也不可能單獨為空分設備添加軟化水系統。針對這一現狀，定期向循環水池中添加適量的化學藥劑進行處理，改善冷卻水水質;另一方面在循環冷卻水池中投放緩蝕阻垢劑減輕管道設備的結垢現象，根據實際情況對換熱器水路管線進行除垢處理，最大限度的發揮換熱器的換熱效率。

經過實施以上三個方面的措施，徹底解決了預冷機由于冷媒高壓超壓，造成預冷機停機的現象。實際生產中，尤其氣溫最高時，預冷機進口氣體溫度為35℃以下、出口氣體溫度為9℃以下，冷媒高、低壓均在正常范圍。經過今年夏季的高溫考驗，改造后預冷機運行正常，完全符合空分設備的要求。

2.預冷機冷凝器氣路堵塞，導致預冷機無法運行

預冷機在運行中空氣進口壓力逐漸升高至2.0MPa，預冷機空氣出口壓力才是1.0MPa（正常進口壓力1.05MPa，出口壓力1.0MPa），導致空氣壓縮機的出口壓力達到2.0MPa以上，造成空氣壓縮機三級安全閥不間斷起跳（三級安全閥起跳壓力是2.1 MPa）。為了維持生產的進行，少量打開預冷機的旁通閥，對預冷機的進口管線進行泄壓。從而造成空氣進純化器的溫度從8℃升高至25℃，空氣中的含水量也快速升高，急劇增加了純化器的負荷，造成FON-150/650分餾塔液氧液面管路堵塞，液氧液面數值無法顯示的后果。

原因分析：空氣壓縮機二級氣水分離器的吹除閥管路堵塞，氣水分離器中的凝結水無法從吹除閥管線排出，造成凝結水在二級氣水分離器中大量聚集，導致空氣壓縮機二級氣水分離器內壁生銹，產生大量鐵銹。其中部分鐵銹被壓縮空氣帶到預冷機冷凝器里，造成冷凝器氣路逐漸堵塞，預冷機空氣進口壓力也隨之升高至2.0MPa。

處理方法及效果：預冷機的冷凝器是整體組裝而成，需要廠家專業維修并訂購新的冷凝器換熱組件，否則不能保證拆卸后能完好組裝。由于廠家維修費用高、周期較長，所以我們自己從下面三個方面進行處理，基本上解決了問題。

2.1由于冷凝器無法拆卸、清理，我們就利用空氣壓縮機的壓縮空氣對預冷機進行反向吹掃。拆卸預冷機的進口閥后，讓壓力2.0MPa的壓縮空氣從預冷機空氣出口進入，對預冷機冷凝器進行反復吹掃，大量鐵銹從預冷機的進口管線中吹出，達到了清理預冷機鐵銹的目的，取得了良好效果。致使工作時預冷機的進、出口壓力達到了（進口壓力1.05MPa，出口壓力1.0MPa）正常的工藝參數。

2.2清理空氣壓縮機二級氣水分離器中的鐵銹，并疏通吹除閥管線，確保氣水分離器中的凝結水及時排出。

2.3在預冷機的進口閥處安裝一個過濾網，把壓縮氣體帶出的鐵銹阻止在預冷機外，并定期對過濾網進行清理。

3.預冷機工藝參數調整不當，導致預冷機壓縮機頻繁啟停

對處理量比較大的雙壓縮機預冷機，要及時調整兩個壓縮機的冷媒高壓壓力，排出氣水分離器里的凝結水，是確保預冷機、純化器、分餾塔正常、平穩運行的關鍵。預冷機壓縮機冷媒壓力較低是造成壓縮機機體結霜、低溫運行的重要原因。

實施的措施：為了避免對壓縮機的損壞，首先通過調節預冷機冷卻器的循環水量控制冷媒高壓壓力，使預冷機的運行參數達到工藝要求，避免預冷機機體結霜、低溫運行。其次通過調節預冷機冷媒熱氣旁通閥，使預冷機兩個壓縮機的冷媒低壓趨于一致，達到一致的冷卻效果。具體操作步驟如下：

1.正常開機以后，觀察冷媒高、低壓表的走向，壓力一定要在合理范圍：高壓1.2-1.6MPa? 低壓0.35-0.45 MPa

2.其次是冷媒高壓表數值調整，冷媒高壓表讀數偏高，則需調整開大冷卻水出口閥門。邊開邊觀察直到比較合適范圍，一般為1.2-1.5;如果指針偏低則反向調整（即關小冷卻水出口閥門）。

3.高壓穩定并在工藝參數范圍后，觀察調整低壓表，如果低壓過低，先順時針調整熱氣旁通閥，如調整到底請緩慢打開手動閥，直到合適為宜，壓力太高，先關手動閥，再逆時針方向調整旁通閥（注意：調整時應注意邊調整邊觀察，速度要緩慢）。

4.調整自動排水器，因自動排水器排水量與季節氣候有較大關系，故需經常對時間參數進行設置，方法如下：觀察它排水是否帶汽，如帶汽較多應延長排水間隔時間或減少排水保持時間，如排水時不帶水汽則可能排水時間不夠或減小排水間隔。正常應該是一次排水時間全是水，最后1-2秒排水汽為合適。

5.每天至少手動排水一次，觀察自動排水器工作狀況。

6.故障停機或維修停機后，每次開機間隔時間不得低于10分鐘。并應盡量避免機組長時間在無負荷狀態下運行。

7.禁止壓縮機開、關的連續切換，以免過載繼電器跳閘，甚至導致壓縮機的損壞，停機后必須間隔10分鐘以上才能再次開機。若設備長時間停機，在開始使用前送電二小時以上才能啟動壓縮機，使潤滑油充分加熱從而保障壓縮機的潤滑。