張準 吉星（河南龍宇煤化工股份有限公司，河南永城476600）

大型空分冷箱內泄漏危害及分析處理

張準 吉星（河南龍宇煤化工股份有限公司，河南永城476600）

空分冷箱內設備、管線介質都是低溫液體或低溫氣體，一旦發(fā)生泄漏，可能導致冷箱鼓包、變形、凍裂甚至發(fā)生噴砂事故；對于冷箱內設備泄漏要及時制定檢修措施，分析泄漏原因并消除隱患。

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隨著制氧行業(yè)的發(fā)展，低耗、高效的大型空分裝置在生產中的應用越來越廣泛?？辗掷湎湟搽S著越來越大，冷箱內管道、設備多，長期超低溫環(huán)境運行，頻繁的應力變化等因素導致冷箱內設備泄露的現(xiàn)象越來越多，冷箱內部泄露也成為制約空分裝置長周期安全運行的主要因素。

大型空分裝置一般采用液體內壓縮流程及全精餾制氬，冷箱內設備多，管道結構復雜。高壓、低壓的空氣管線，經過液體泵增壓的高壓液氧、液氮管線，中低壓的氮、氬、污氮氣管線，分組排列體積很大的高、低壓板式換熱器以及高大的主分餾塔和精氬、粗氬塔。（圖1）

而這些裝置中介質都是低溫液體或低溫氣體，為了減少冷損以及避免凍傷事故，主裝置全部裝在冷箱內，并裝填珠光砂保保冷。冷箱內管線或設備一旦發(fā)生泄漏，危害巨大。如果冷箱內低溫管道斷裂、閥門泄漏等突發(fā)性的大的泄漏，可能會導致冷箱內壓力急劇上漲，冷箱破裂，大量的珠光砂從冷箱裂口或呼吸閥口噴出造成砂爆事故。對于這種類型的泄漏我們只能采取緊急措施，立即停止裝置運行，通過安全方式泄放掉冷箱內裝置管線壓力，疏散人員到安全地方。待冷箱壓力恢復正常后組織扒砂檢修。

但大部分冷箱內泄漏都是從微小的泄漏開始，主要表現(xiàn)在1、冷箱填充氣壓力緩慢上漲，局部區(qū)域可能出現(xiàn)鼓包變形甚至開裂。2、冷箱填充氣一般為污氮氣，發(fā)生泄漏后，對冷箱填充氣進行取樣分析可觀察到含氧量發(fā)生變化。3、由于內部多為低溫工質，發(fā)生泄漏會有局部冷箱結霜嚴重。

但即是冷箱內設備、管線存在微小的泄漏如果不能及時發(fā)現(xiàn)得到有效的處理也是危害巨大的：1、根據(jù)泄漏量大小，將會造成冷箱壓力升高甚至超壓鼓包或跑砂。由于冷箱內部分管線、設備由冷箱壁承重，如果冷箱鼓包，有可能會造成該處管線、設備移位，從而引起更大的事故。2、如果泄露的是低溫液體或泄漏點離冷箱壁較近，有可能凍裂冷箱壁，造成跑砂事故，甚至造成冷箱垮塌。3、如果是氧介質泄漏，遇明火會發(fā)生爆炸事故。4、停車后，如果裝置內無壓力或為負壓，有可能漏入珠光砂堵塞設備、管線，影響下次開車。

冷箱內部的泄漏大多分布在低溫液體閥門壓蓋及部分設備、管線本體。造成設備、管線泄漏主要有以下幾個方面原因：1、試車及運行過程中頻繁的開停車導致冷箱內管線及閥門壓蓋泄露。2、安裝設計缺陷導致管線支撐斷裂，管線受力不均，振動。3、安裝位置不合理施工缺陷冷箱內設備拉筋斷裂。4、制造及設計缺陷導致的設備本體泄露，多出現(xiàn)在國產的板翅式換熱器。5、閥門壓蓋漏液或局部珠光砂填充不均導致冷箱板及鋼結構斷裂。6、安裝施工過程把關不嚴導致部分引壓管松脫或接口斷裂。

對于冷箱內設備、管道發(fā)生的泄漏要慎重對待，根據(jù)泄漏情況評估是否需要立即停車扒砂處理。針對造成冷箱泄漏的因素做出相對應措施，并在日常運行中完善安全管理及維護保養(yǎng)措施。1、在冷箱上不同高度裝設壓力計，隨時檢測不同位置壓力變化，并做記錄。2、定期對冷箱填充保護氣做氧含量分析，判斷冷箱內是否有介質成分變化。3、定期檢查冷箱壁是否有異常結霜、鼓包變形，并分析原因。4、利用檢修期間由相關閥門廠家對閥門填料函進行更換壓緊，維護保養(yǎng)。5、在主要低溫閥外圍做一個閥箱，與大冷箱進行隔離，以便以后閥門壓蓋發(fā)生泄漏，可以不進行扒砂進行處理。6、盡量減少開停車次數(shù)，保持裝置穩(wěn)定運行，工況負荷調整是緩慢平穩(wěn)，避免大幅工況波動。7、對于斷裂的拉筋，應予以修復，并適當增加斜拉筋的長度，改變傾斜角度。8、由于管道與管架之間的相對位移產生的摩擦，造成管道有輕微磨損，應在管道相應部位包覆聚四氟乙烯彈性帶。9、對設備、管道本體的漏點聯(lián)系廠家采取相應的補焊措施。

空分裝置冷箱內泄漏嚴重威脅空分裝置的安全運行，要避免出現(xiàn)泄漏情況既要從設計、制造、安裝質量、驗收方面嚴格把關，還要求日常工藝操作平穩(wěn)，盡量避免大負荷調整工況及頻繁開停車；嚴格控制工藝指標，遵守操作規(guī)程，實現(xiàn)空分制冷裝置的安全運行。

[1]《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50235－97.

[2]《制冷設備、空氣分離設備安裝及驗收規(guī)范》GB50274-98.