李長錄 （天津天鐵集團有限公司動力廠制氧車間，河北涉縣 056404)

6 000m3/h空分管線改造實踐

李長錄 （天津天鐵集團有限公司動力廠制氧車間，河北涉縣 056404)

針對6 000 m3/h空分設備冷箱跑冷嚴重導致主冷不能正常積液的實際運行狀況，分析了空分設備的生產(chǎn)運行模式，對空分設備進行了改造。介紹了分餾塔與氬系統(tǒng)連接工藝管線實施切除改造的過程。改造后設備運行穩(wěn)定，降低了泄漏和冷量損失，提高了產(chǎn)品氧氣純度，降低了能耗。

空分設備 管道 泄漏 冷量 改造

1 前言

2 分餾塔與氬系統(tǒng)連接管線切除改造原因

2010年2月28 日，空分設備積液第三天，主冷液位保持在700 mm后不再上漲，積液過程中發(fā)現(xiàn)主冷箱結(jié)霜逐漸嚴重，特別是換熱器部位結(jié)霜嚴重，如圖1所示。因此決定對冷箱進行扒砂、查漏。在扒砂后對塔內(nèi)管線、壓力容器檢漏過程中查出兩處漏點，而其中一處為粗氬塔回分餾塔管道連接處存在泄漏;考慮到KDON-6000/6000-Ⅱ型空分設備所帶的有氫制氬系統(tǒng)的存在不但會造成一定冷量損失，更重要的是氬系統(tǒng)存在成為對空分系統(tǒng)安全穩(wěn)定生產(chǎn)的重要隱患，特別是當分餾塔系統(tǒng)和氬系統(tǒng)連接管線焊接處任何一處出現(xiàn)漏點會造成更大冷量損失，最終導致精餾工況無法正常運行。因此，對分餾塔系統(tǒng)與氬系統(tǒng)連接處管道切除改造將對整個空分系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行至關重要。

圖1

3 工藝管線改造和試壓檢漏過程

3.1 工藝管線改造前期準備

（1) 對整套空分設備進行徹底加溫吹掃，準備對冷箱進行扒砂。由于珠光砂容易引起人員窒息，所以在扒砂過程中為防止噴砂事故制定相應安全措施和應急預案，并派安全人員現(xiàn)場監(jiān)督整個扒砂過程。利用三天時間最終將塔內(nèi)珠光砂清理干凈。

（2) 對塔內(nèi)支架安裝牢固度進行安全檢查，并要求專業(yè)人員搭設充足的支架，便于檢查人員進入塔內(nèi)檢漏工作，并對后期管線切除和焊接作業(yè)做好前期準備。

（3) 對塔內(nèi)進行打壓檢漏過程中發(fā)現(xiàn)，氬系統(tǒng)與精餾塔系統(tǒng)連接管道處有一處明顯漏氣，為了避免此套空分設備氬系統(tǒng)對整套空分穩(wěn)定運行造成的影響，對氬系統(tǒng)與精餾塔系統(tǒng)所有連接管道及線路進行徹底切除。

3.2 管線改造

KDON-6000/6000-Ⅱ型空分設備簡易流程圖如圖2所示。為了保證對氬系統(tǒng)和分餾塔系統(tǒng)連接管線一次性切除成功，技術(shù)工作者查閱原始圖紙及相關技術(shù)資料，把所有工藝管線，氣體流向，儀表管線等都經(jīng)過認真分析，仔細研究，目的只有一個，即要徹底切除影響生產(chǎn)運行無關管線，更要保證作業(yè)過程不出現(xiàn)差錯，通過研究需要切除管線共7處，切除管線具體切除部位見圖2(圖2上用“×”標示切除部位)。

圖2

（1) 從JL102閥前引出的去往精氬塔一根直徑為25 mm液氮管。

（2) 精氬塔蒸發(fā)器氣氮去往下塔一直徑為40 mm管道。

（3) 精氬冷凝器氣氮去往污氮管道一直徑為65 mm管道。

一位校長問詢：引進一位骨干教師原本很優(yōu)秀，引進后因至親親人長期生病，護理和治療受拖累，工作無法進入狀態(tài)，直到失去親人卻難以啟齒，只表示今后會好好為學校工作，很擔心她最終會頂不住，又不知如何幫她走出來。

（4) 從分餾塔引出氬餾份去往粗氬塔一直徑為250 mm管道。

（5) 粗氬塔底部去往主塔一直徑為80 mm液氬管道。

（6) 從JL101閥前引出去往粗氬塔冷凝器一根直徑為100 mm液空管道。

（7) 粗氬塔冷凝器底部一直徑為25 mm液空回主塔管道。

3.3 進入塔內(nèi)對需要切除管道做現(xiàn)場標記

在做好所有前期準備工作后，最難的是能正確標記所切除管道具體位置。由于塔內(nèi)管道錯綜復雜，而且儀表管線較多，在塔內(nèi)頻繁查找過程中稍不留心會造成新的漏點，儀表管線出現(xiàn)漏點對未來檢漏工作會造成更大困難。因此在高空環(huán)境下作業(yè)確保任何一環(huán)節(jié)萬無一失是一個重大難題。

現(xiàn)場對需切除管線查找過程中，技術(shù)工作人員對塔內(nèi)管線反復研究，仔細辨認，在對所有查找出管線具體位置以特殊標記進行標示，以便后期切除管道線和焊接人員能順利找到管線的正確位置。

3.4 管道切除具體實施階段

相關技術(shù)人員前期對工藝認真分析、研究確定了需要切除的所有無關管線，并進入塔內(nèi)對需要切除管道經(jīng)過反復查找，對需切除位置做特殊標記，然后就可以進入塔內(nèi)實施切除和焊接重要程序。

管道切除由我廠檢修技術(shù)人員進行，而焊接作業(yè)由廠家來人進行。為了能確保整個作業(yè)過程順利實施，工藝人員在作業(yè)期間始終盯守現(xiàn)場對生產(chǎn)工藝及具體管道切除位置點做相應指導，整個作業(yè)過程歷時3天。

3.5 換熱器試壓檢漏

從圖1可以看出主冷箱塔體換熱器部位結(jié)霜較為嚴重，為了能確保此次扒砂檢修過程能一次性取得成功，避免再次進行扒砂等大工作量情況發(fā)生，決定對換熱器氮氣、氧氣、污氮氣通道進行打壓查漏，以確保換熱器不存在漏點。

（1) 首先對進出換熱器氮氣、氧氣、污氮氣管道兩端進行加裝堵板或切除管道并焊接等措施，提供打壓查漏環(huán)境。

（2) 在對氮氣、氧氣、污氮氣逐一打壓查漏過程中，首先排除外界因素對檢測造成的影響。管道上一些溫度傳感器、氣體成分分析點等都可作為干擾因素及打壓查漏失敗要因，所以在檢測過程中對所檢測管道排除一切干擾因素來確保換熱器各通道檢漏過程順利進行。

（3) 氮氣通道通過PF102閥進行充壓，污氮氣通道通過PF101閥進行充壓，氧氣通道通過打開PF105和PF104閥進行充壓，并在各充壓閥處各加裝一壓力表來觀察相應檢測通道內(nèi)的壓力變化，通過變化情況來判斷檢測氧、氮、污氮通道是否泄漏。

（4) 最后通過觀察壓力變化和計算泄漏率等方法確認氧、氮、污氮通道不存在泄漏，判斷換熱器不存在漏點。

3.6 塔內(nèi)管線全面檢漏

專業(yè)人員對切除部位進行切除并進行相應焊接、換熱器各通道進行恢復等措施后，技術(shù)人員進入塔內(nèi)對所有壓力容器、儀表管線、切除部位焊接處分別進行常溫查漏和裸冷查漏，并經(jīng)過數(shù)次重復查漏確認無漏點后對塔內(nèi)填裝珠光砂準備空分設備啟動驗收工作。

4 改造效果

4.1 通過管線改造，減少了去氬系統(tǒng)冷量損失，并減少了冷箱內(nèi)管線泄漏概率，確保了空分設備安全穩(wěn)定運行。

4.2 在設備啟動過程中加快主冷積液速度和縮短了氧氣并網(wǎng)時間，提高了經(jīng)濟效益。

4.3 改造后可操作彈性大，啟動更加方便，操作更為簡單，能更好地適應外界用氧變化，滿足了煉鋼等部門生產(chǎn)要求。

5 結(jié)束語

空分設備冷箱內(nèi)管道泄漏嚴重將導致主冷無法正常積液等嚴重后果，通過對分餾塔和氬系統(tǒng)連接管線進行徹底切除改造，降低了設備泄漏的概率，減少了冷量損失。進入上塔膨脹空氣量由原先4 500m3/h到目前3 200m3/h即可滿足冷量供求平衡，一定程度上也提高了產(chǎn)品氧氣純度。現(xiàn)此套空分設備運行正常，并在多次啟動過程中發(fā)現(xiàn)啟動時間較改造前縮短近2 h，即節(jié)約了能耗，又保證設備的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

Modification Practice of 6 000m3/h Air Separation System Pipeline

Li Changlu

Modification had to be carried out on 6 000m3/h air separation system because its cold box leakage caused the main cold heat changer not to accumulate a normal fluid level.The paper analyzes the production running mode of the air separation system and describes the cutting modification on the connection pipeline between fractional column and argon system.After modification,the equipment runs stably with reduced leakage and cold energy loss,increased oxygen purity and lowered energy consumption.

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（收稿 2010－10－20 責編 趙實鳴)

李長錄，男，2006年畢業(yè)于河北科技大學過程裝備與控制工程專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)在天津天鐵冶金集團有限公司動力廠制氧車間從事技術(shù)員工作。