大型空分設備安裝及機械故障維修方法研究

渠開民

摘要：隨著科學技術發展速度不斷加快，我國空分設備制造行業生產出了更加先進的新型空分集成系統、自動控制系統等，切實提升了空分設備在實際運行過程中的能源利用率，大型空分是化工行業發展的重要基礎，做好大型壓縮機組設備的安裝是確保空分裝置安全生產、高效穩定運行的前提條件。隨著化工行業的不斷發展和壯大，大型空分發展受到新技術、新設備的推動正在向著集約化的方向發展，空分裝置中所需的壓縮機組也正在向著大型化、自動化、高精密化的方向發展，通過大量新裝備技術的應用，將使得空分裝置的效率和穩定性都得到一定程度的提高，從而給企業帶來更多的經濟效益。

關鍵詞：空分設備;設備安裝;機械故障;維修方法

引言

空分設備作為化工企業重要的公輔設施，主要用于滿足各工藝裝置對于不同規格氧氣、氮氣的需求，空分設備的長周期穩定運行對于全廠安全生產具有顯著影響。空分設備低溫冷箱為低溫精餾塔、換熱器、管道、閥門提供低溫運行環境。冷箱內充填密度小、導熱系數低的膨脹珍珠巖（珠光砂），同時，冷箱設置密封氣系統，冷箱內充入低壓氮氣，不使冷箱形成負壓或外界濕空氣滲入，避免冷箱碳鋼面板變形，減少冷箱跑冷損失。空分設備低溫冷箱密封氣投運方式及密封氣流量、壓力、氧含量控制對空分設備低溫冷箱安全投運、穩定運行、停機備用、故障處理影響大。

1大型空分設備概述

大型空分設備主要以空氣為原材料，通過壓縮循環及深度冷卻等方式將空氣轉化為液態，通過精餾設施將液態空氣中的氧氣、氮氣逐步分離，以滿足不同領域生產要求。現階段我國大型空分設備種類繁多，依照基本流程，可分為高壓空分設備、中壓空分設備、高低壓空分設備等。大型空分設備內部結構復雜，由動力系統、凈化系統、智能系統、精餾系統等組成，不同系統運行狀態均可直接影響到大型空分設備的節能減排水平。

2大型空分設備安裝及機械故障現狀

2.1內部零件變形和磨損故障

內部零件變形和磨損故障主要出現在設備齒輪、承重以及箱體相關的零件位置。因為大型空分設備在正常工作時，會消耗很大功率的電能，從而在運行過程中就會因為一些特殊的情況，導致部分零件發生變形和磨損。當這種設備機械故障發生在空分設備的核心位置的時候，損壞零件不可以再重新修補，必須進行替換，如果不替換進行修復操作就會導致大型空分設備在維修后不長時間就會出現二次故障。

2.2雜質的篩除吸附不徹底

空分裝置要通過分子篩純化器把空氣里的水分、二氧化碳和碳氫化合物吸附起來，然后再加熱分子篩，加熱的原料用的是污氮氣。一般來說，分子篩純化器會有兩個，一個在吸附階段，另一個在再生階段，這個過程如果不能對空氣進行精確的篩選就會導致設備堵塞。分子篩選不能徹底地篩選吸附二氧化碳和碳氫化合物，就會把二氧化碳、碳氫化合物送進主換熱器中，而對從空壓機中出來的壓縮空氣進行水分、二氧化碳、碳氫化合物的篩選和分離是空分裝置進行的主要環節，如果分離的不徹底，那些化合物等進入設備，就會堵塞主換熱器。

2.3人為的不合理操作

實際上，空分裝置運行需要使用主換熱器三個，要確保檢測人員規范合理的操作，而不是隨意的進行，就需要在保證反流氣體流量不變的基礎上，用三個閥的配合來調節熱端溫差，依據三股氣流的出塔溫度來判斷人員的操作是否規范合理。否則，由于操作人員的心理素質低下，對工作的重視程度不夠，不按照規范操作，就會導致整個系統出現不合理的情況，加大了出現問題的可能性，導致換熱器的溫差過大，不能保證換熱器的正常運行。

3大型空分設備安裝及維修方法優化

3.1加強前端凈化。

目前大型空分均設置有前端凈化分子篩吸附流程，分子篩吸附器型式普遍采用立式徑向流，吸附器內填充有雙層吸附劑，第一層氧化鋁主要吸附壓縮空氣中的水分，第二層分子篩可完全吸附二氧化碳、乙炔等碳氫化合物，部分吸附氧化亞氮、乙烯、丙烷，但對甲烷、乙烷等飽和烴基本不吸附。同時，在分子篩吸附器出口設置總烴、二氧化碳、氧化亞氮以及露點在線分析儀，防止組分濃度超標引起設備凍堵。

3.2氣態產品的設備選型優化

氣態產品不同于液態產品，對于所含氣體純度的參數值有極高的標準。在操作過程中，對于低溫蒸餾技術的使用也有更為優質的考量。因此，在設備選型時應當全面考慮到這一點。如若實際設備并不能同此工藝進行雙技術兼容，就無法提煉出高品質的產品，將阻礙整條生產鏈的運轉。并且，特定的分離產品也需要根據對應的吸附劑進行相應的吸附和獲取，實施過程中注意壓力比值的考量。同液態產品相同的是，氣態產品也需要根據所生產產品和生產主體對象的需求作出詳細的劃分和界定。一般來說，正確區分空分裝置生產的產品性能，分次或多次進行生產時，產品的類別就會相對開散，這時就無法大規模地制取和獲得。反之，如果一次性大規模地生產一類產品，此矛盾就能夠迅速得到化解。

3.3空分設備布置的合理性

冷量損失能夠客觀反映空分設備的運行狀態，是衡量該設備穩定性與經濟性的一項重要指標。冷量損失越小，說明空分設備的保冷能力及換熱效率越高，相應的設備穩定性與經濟性也越高。冷量損失對空分設備而言，是不可避免的存在，它與空分設備自身的特性密切相關。盡管空分在設計之初會根據不同需求，采取不同的工藝流程，但冷量損失的形式基本相同，大致可以概括為以下三種：（1）熱交換不完全;（2）跑冷損失;（3）其他形式的冷量損失，如液體產品的生產及排放（液氧、液氮、液氬等）、閥門的泄露等。相比傳統冷箱，整裝空分冷箱安裝具有質量優、現場安裝周期短等優點，因此相較于傳統的小格空分設備，當前的空分設備逐漸向大型化發展，市場與部分特殊用戶均需要適用于大型空分設備的整裝冷箱。

3.4強化對于設備的監測與維護

對系統運作情況必須時刻監督，防止類似情況的出現。相關單位可以增加測溫點來對系統進行監控，在主換熱器上安置測溫點測量氮氣氧氣等的氣體溫度，還可以在主換熱器的三個板式單元進出通道中添加測溫點測量氣體溫度，提高空間的利用率，提升空分裝置的能力，及時發現問題，解決問題，避免溫差過大的情況發生。主換熱器需要定期的清洗和維護，增加輔助換熱單元的設置，可以提高裝置的熱穩定性。同時，要增強管理，在施工的過程中，必須嚴格按照程序進行施工，采用標準化的施工工藝，同時，制定完善應急處置方案，加強對于突發情況的處理方案。對設備進行檢測和維護是為了能夠保證設備處于最佳使用狀態，保證設備的穩定運行，同時還保證了空分裝置的工作效果。

結束語

隨著工業時代的發展，大型空分設備的運用領域更加廣泛，運用周期也隨之增加。通過對空分設備的主塔、空氣凈化設備、大型回轉壓縮設備、成品儲存設備四大組成零件結構和安裝的分析，更加清楚地了解大型空分設備的組成，為空分設備的故障維修奠定了基礎。通過實驗，驗證了本文研究的大型空分設備機械維修方法優于傳統的維修方法，采用該法維修后設備的各項性能指標都高達99%，體現了維修的價值。本文的研究，也可以為我國大型空分設備的發展貢獻力量。

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