空分設備中冷箱加溫方法分析運用

贠元萌

摘? 要：低溫分餾塔、換熱器、管道、閥門、液泵和膨脹機安裝在空載空分設備中時，工作至配置期間，經裸冷卻、故障排除和技術改造后進入熱備用狀態，冷箱內冷箱的加溫分兩個階段進行：加溫和通風可以解凍冷箱，消除濕度、二氧化碳、乙炔、碳氫化合物和氮氧化物的積累，并可以吸入浸透的濕空氣低溫加溫分為兩大類：室溫加溫和低溫加溫。空分設備中的冷箱應在安裝、運行至配置周期、熱備份啟動、裸冷卻、設備故障排除和技術改造過程中加溫。本文分析了處于不同狀態的空分設備所使用的不同加溫方法，并介紹了具體的加溫操作方法。

關鍵詞：空分設備;冷箱;加溫措施

前言

空分設備進行通風加溫操作，主要是為了防止蒸餾系統的雜質堵塞在空分設備中造成長期運行。如果雜質堵塞空分設備，則需進行加溫和通風操作，以保證空分設備正常運行。本文主要介紹空分設備的加溫方法及相關應用，僅供參考。

一、空分設備概述

空分設備是指以空氣為原料，空氣經過壓縮、不斷冷卻、凈化，并利用膨脹機提供的系統不斷積累起來的冷量（低溫）使之液化。其次，液態空氣精制，氮、氧等設備分離。中國有各種各樣的空分設備，包括制氧、氮、液氧設備。目前，空分設備具有大規模的氧氣生產能力，一套設備每小時生產可達10萬立方米氧氣。空分設備包括凈化系統、壓縮功率系統和分餾系統，它們是復雜的大型系統。壓縮能源系統主要是空壓機，空分設備主要是通過低溫分離獲得氮、氧，主要工藝也是能量轉換裝置。能量由原料空氣壓縮機進口，分離空氣所需的總能量主要是原料空氣壓縮機消耗的能量。凈化系統包括分子篩凈化系統和空氣冷卻系統。空氣預冷系統利用介質逆向接觸改變熱量，降低壓縮原料空氣溫度，同時清洗空氣中固體雜質和酸性氣體等有害雜質。分子篩凈化系統可從空氣中去除二氧化碳、水分、碳氫化合物和其他有害于空分設備運行的物質。冷量的制取是由于絕熱損失、換熱器的復熱不足損失和冷箱中向外直接排放低溫流體，分餾塔所需的冷量是由空氣在膨脹機中等熵膨脹和等溫節流效應而獲得的。空氣的冷卻是在主換熱器中進行的，在其中空氣被來自分餾塔的返流氣體冷卻到接近液化溫度。與此同時，低溫返流氣體被復熱。分餾系統是可實現低溫分離的空分設備的重要組成部分。中低壓蒸餾的應用包括主塔和氬氣塔等熱蒸發器。

二、加溫方法分析

1.設備初裝與檢修技改后加溫

空分設備中冷箱初始安裝、故障排除和技術改造后，分餾塔、換熱器、軟管和閥門處于正常溫度。在這種環境溫度狀態下，空分設備被加溫，以消除冷箱內冷箱中積累的濕空氣和殘留機械雜質。冷箱中冷箱的加溫空氣來源是分子篩吸附器出口的干燥空氣。根據冷箱中殘留的機械雜質，應在加溫開始時采用間歇吹掃模式，通過氣流帶消除冷箱中殘留的機械雜質，采用連續吹掃模式消除。在加溫結束時進行連續通風操作時，加溫空氣量不應太大，以減少空分設備的加溫能量消耗。在分餾系統設備、換熱器和管道的露點不得大于-65℃，清除孔不排出固體顆粒時，加溫結束。

2.運行至設定周期加溫

空分設備工作至規定的停機時間，分餾塔、換熱器、管道和閥門均處于低溫狀態。在這種低溫狀態下，空分裝置加溫，以消除冷箱中積累的水、二氧化碳、碳氫化合物和雜質。冷箱加溫開始時，應使用低速加溫空氣加溫冷箱，檢查分餾塔、換熱器、管道和閥門的溫度上升范圍小于10℃/h，以避免上升深冷設備加溫結束時，分餾塔、換熱器、管道和閥門溫度超過-30℃，加溫氣流逐漸增加，以提高深冷設備的加溫率。當冷箱與分子篩吸附器輸出空氣溫度的溫差小于10℃，加溫結束，以降低真空設備的加溫能耗。在冷箱的初始加溫階段，保持分餾塔、換熱器和管道的壓力低于正常工作值。分餾塔、換熱器、管道的壓力大于報警值時，應停止冷箱加溫，讓冷箱再次平靜下來，讓冷箱非圓形區域的殘馀液體氣化冷箱加溫后，如果分餾塔、換熱器和管道的溫度下降到0攝氏度以下，則必須再次加溫冷箱，以消除冷量。

3.裸冷后加溫

空分設備完全裸露冷卻，分餾塔、換熱器、管道和閥門均處于低溫狀態。此時空分設備的加溫旨在消除冷箱的冷量和雜質，為空分設備充滿珠光砂、啟動運行提供條件。低溫狀態下，冷箱受熱，冷箱溫度大幅升高。冷箱采用合成同步加溫方法，分餾塔、換熱器、管的溫升范圍設置在20 ℃以下，冷箱中分餾塔、換熱器、管、閥的溫升幅度相同分餾塔、換熱器、管道和閥門的外表面干燥時無水漬，加溫結束。

4.局部加溫

空分設備運行過程中，由于冷卻器主換熱前通道的阻力或堵塞，空分設備的精餾狀態異常，或者生產和純度降低。主換熱器局部加溫，消除主換熱器之前氣流通道中積累的濕度、二氧化碳和固體顆粒。主換熱器局部加溫時，下塔液體應全部排出。在主換熱器加溫過程中，調節下塔和上塔的放空閥，檢查下塔和上塔的壓力是否正常， 不要使用氮氣放空閥和污氮氣調節閥來調節上層塔的壓力，以免上層塔排出的冷空氣進入主換熱器的回氣通道，延長加溫時間。主換熱器加溫過程中，調節加溫氣流，檢查主換熱器正氣道溫度升高不超過30℃/h，主換熱器冷端上游氣道溫度達到0℃，加溫完畢。

結束語

綜上所述可以知道，實施空分設備加溫操作會影響空分設備的穩定運行和能耗。空分設備的加溫在所有情況下都必須符合不同的標準，前提是其他設備沒有受到污染或損壞。空分設備的維護和處理過程中，必須加溫分餾塔、低溫管道和熱交換器才能正常工作。

參考文獻：

[1]朱玉芹.69000Nm3/h空分設備大加溫優化應用[J].山東化工，2020，（17）：130-131+133.

[2]任新娟.空分設備泄漏分析與處理[J].化工管理，2020，（18）：146-147.

[3]李宏陽.KDON-45000/53500型空分設備加溫解凍方法探討[J].化工設計通訊，2019，（4）：10-11.

[4]樊新慶.制氧空分機組停運后加溫方法的比較[J].新疆鋼鐵，2018，（4）：47-49.

[5]毛召芝.六輥單機架冷軋機組乳化液系統的故障分析及優化改造[J].冶金設備，2013（2）：88-92.