楊文斌

（山西蘭花煤化工有限責(zé)任公司，山西 晉城 048002）

1 變壓吸附系統(tǒng)簡(jiǎn)介

變壓吸附是近40年發(fā)展起來(lái)的用于氣體分離和提純的一項(xiàng)技術(shù)。我國(guó)石化行業(yè)在20世紀(jì)70年代引進(jìn)這一技術(shù)，從原料氣中脫除CO2以制造高純度的H2。但運(yùn)用變壓吸附技術(shù)從變換氣中脫除CO2是1991年才實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的。

我公司2011年運(yùn)用變壓吸附對(duì)脫碳高閃氣中的CO2進(jìn)行脫除，裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為處理氣量4 500m3／h，采用 VPSA 8－2－4工藝。由于系統(tǒng)切換閥門(mén)較多，且切換頻率較高，在運(yùn)行期間，先后出現(xiàn)過(guò)閥門(mén)密封環(huán)氣體沖刷磨損，液壓閥活塞油封損壞，換向閥故障，閥頭脫落等現(xiàn)象。本文對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)與分析。

2 系統(tǒng)運(yùn)行兩年間出現(xiàn)的問(wèn)題及處理方法

2.1 密封環(huán)壽命短

變壓吸附裝置自2011年5月投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行中出現(xiàn)的主要問(wèn)題是，均壓閥密封環(huán)使用壽命太短，自2011年8月份開(kāi)始，累計(jì)更換一、二均密封環(huán)（DN100）30個(gè)，三、四均密封環(huán)（DN125）5個(gè)。到2011年11月22日，平均使用20d左右，就出現(xiàn)逆放壓力高，放空聲音大的現(xiàn)象?；谝陨锨闆r，經(jīng)分析并與廠(chǎng)家溝通后認(rèn)為，使用壽命太短是由于在均壓時(shí)氣體流速太大。后根據(jù)氣體流量在一、二均和三、四均閥門(mén)前面分別增加3mm厚的不銹鋼節(jié)流環(huán)8個(gè)（一、二均DN100的中心開(kāi)直徑35mm圓孔，三、四均DN125的中心開(kāi)直徑37mm圓孔）。

3月13日在一、二均閥前加了節(jié)流孔板，確實(shí)起到了延長(zhǎng)密封環(huán)壽命的效果。后在3月30日三、四均閥前也加了節(jié)流孔板，運(yùn)行情況較好，使用壽命明顯延長(zhǎng)，其均壓時(shí)間的變化如表1（吸附壓力0.7MPa）。

表1 加環(huán)前后均壓時(shí)間變化

但運(yùn)行期間，隨著氣量的增加，出現(xiàn)了3、4均在保證指標(biāo)的循環(huán)周期下，均壓不平衡（均壓時(shí)間不夠）的現(xiàn)象。我們?cè)谝酝?jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上將三、四均DN125的中心開(kāi)孔直徑由37mm增加至50mm。這樣改造后，運(yùn)行兩年未出現(xiàn)密封環(huán)沖刷損壞現(xiàn)象。

2.2 損壞密封環(huán)的查找

閥門(mén)密封環(huán)的損壞由于損壞程度的不同，以及切換閥門(mén)太多等原因，不易準(zhǔn)確判斷，這就需要我們?cè)?6個(gè)閥門(mén)運(yùn)行期間，靠經(jīng)驗(yàn)和理論進(jìn)一步分析，準(zhǔn)確確定泄漏閥門(mén)的部位，為快捷檢修創(chuàng)造條件。下面就我公司系統(tǒng)的8－2－4工藝運(yùn)行情況，對(duì)如何判斷密封環(huán)損壞談幾點(diǎn)看法。

（1）二均平衡后壓力升高的情況

兩塔的二均降和二均升壓力平衡后，該兩塔的二均閥門(mén)就處于常開(kāi)的狀態(tài)，如該兩塔的壓力均漲，說(shuō)明比該兩塔壓力高的塔二均閥門(mén)漏氣，這時(shí)將壓力高的這些塔進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，例如，有A、E、G塔。等到下一時(shí)間段，如另外兩塔的二均降和二均升壓力平衡后也出現(xiàn)壓力升高的情況，也將壓力高的塔進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，例如，有E、G、H塔。同理，再等到下一時(shí)間段還可統(tǒng)計(jì)，例如，有G、H、B塔。這時(shí)可以用歸納法找出三次羅列的塔中每次均存在的塔，就可判斷為該塔二均閥門(mén)的密封環(huán)損壞。例如，G塔104閥。以上的判斷方法掌握了，只要打開(kāi)系統(tǒng)壓力曲線(xiàn)，就會(huì)很快地判斷出哪一塔的終充、1吸附、2吸附曲線(xiàn)下方的二均壓平衡后均漲，則該塔的二均閥密封環(huán)有損。

（2）二均平衡后壓力降低的情況

打開(kāi)系統(tǒng)壓力曲線(xiàn)觀(guān)察，如發(fā)現(xiàn)二均平衡后壓力有降低的趨勢(shì)，同時(shí)伴有四均壓力上漲的情況，則可初步判斷正在進(jìn)行二均壓的兩塔四均閥有漏氣或正在進(jìn)行四均壓的兩塔二均閥有漏氣。而后針對(duì)這四個(gè)閥門(mén)進(jìn)一步分析即可準(zhǔn)確判斷出哪一閥門(mén)的密封環(huán)有問(wèn)題。

（3）停車(chē)保壓時(shí)塔壓變化的情況

在停車(chē)保壓期間，如出現(xiàn)某一塔的壓力降低同時(shí)有另一塔壓力上升的情況，則可初步判斷為這兩塔同一工作性質(zhì)的閥門(mén)有問(wèn)題，而后針對(duì)這兩閥門(mén)可用打開(kāi)總管導(dǎo)淋泄壓的方法進(jìn)一步確定。如打開(kāi)某一總管導(dǎo)淋后，出現(xiàn)低壓力塔的壓力不再上漲或兩塔壓力同時(shí)下降的情況，則可確定為該總管上對(duì)應(yīng)兩塔閥門(mén)的密封環(huán)有損。

（4）停車(chē)保壓時(shí)塔壓無(wú)變化的情況

如停車(chē)后塔壓力沒(méi)有變化，也可能是某一塔的某一閥門(mén)有問(wèn)題，只不過(guò)是單一塔的單一閥門(mén)密封環(huán)有問(wèn)題，可采用逐一打開(kāi)總管導(dǎo)淋泄壓，看塔壓有無(wú)變化進(jìn)行判斷。

根據(jù)以上的方法確定哪一密封環(huán)損壞后，將需處理閥門(mén)的塔運(yùn)行至逆放時(shí)停止運(yùn)行，視損壞的情況研磨平后重新使用或更換密封環(huán)。

2.3 液壓截止閥閥門(mén)開(kāi)關(guān)失控

運(yùn)行期間，單一的閥門(mén)不能按預(yù)期程序開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致高低壓塔的串氣，使系統(tǒng)工藝紊亂。出現(xiàn)的原因有換向閥電磁鐵燒毀、換向閥油路堵塞、液壓截止閥活塞油封損壞等幾種情況。電磁鐵燒毀的判斷比較容易，只要我們?cè)谕姞顟B(tài)下，看有無(wú)磁性就可判斷。換向閥油路堵塞和液壓截止閥油封的損壞根據(jù)損壞程度的不同，不易觀(guān)察。一般情況下，只要手動(dòng)操作換向閥，根據(jù)用力的大小去判斷，用力比平時(shí)費(fèi)力，則油封損壞的可能性較大，反之則為換向閥故障。

在以上原因查找的基礎(chǔ)上，對(duì)癥檢查，采取更換電磁鐵、清洗換向閥或更換油封等方式處理。

3 結(jié) 語(yǔ)

以上是變壓吸附運(yùn)行以來(lái)，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題摸索出來(lái)的幾種方法。隨著裝置的運(yùn)行，還會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題，只要我們?cè)谌粘５纳a(chǎn)中多觀(guān)察、多分析，就會(huì)快速、準(zhǔn)確作出判斷，為生產(chǎn)的運(yùn)行贏(yíng)得時(shí)間。