李剛

摘 要 空分機組粗氬塔工況因調(diào)整不當(dāng)?shù)纫蛩?，?dǎo)致氮塞是常事，但是如何提前識別氮塞呢？又如何識別偽氮塞呢？本文將就此問題進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞 氮塞;偽氮塞;氬餾分

前言

空分機組在運行中，為了有效的識別粗氬純度下降是“真氮塞”、還是“偽氮塞”，又如何區(qū)別處理此類問題，在實踐操作中通過摸索與總結(jié)，產(chǎn)生如下方法，可有效的規(guī)避粗氬純度由99.6%的正常操作值逐漸下降的異?，F(xiàn)狀，從而保障工況穩(wěn)定，提高氬產(chǎn)量。

1現(xiàn)狀

空分裝置氬的產(chǎn)量受到各種因素的制約，粗氬塔“氮塞”就會嚴(yán)重影響氬的產(chǎn)量。機組在運行期間時常出現(xiàn)粗氬純度突然下降的異?，F(xiàn)象，異常前氬系統(tǒng)各項參數(shù)均在可控范圍，氬餾分值在6.5～8.5%之間，當(dāng)氬餾分值由低向高上升時，時常出現(xiàn)粗氬純度由正常的99.6%Ar開始下降，下降低限值每次均不一樣，此時操作人員均認(rèn)為是粗氬塔含氮高，都視為是氮塞現(xiàn)象，均采取放大氬產(chǎn)量，以此來排出粗氬塔內(nèi)氮塞的氮組分，此時的現(xiàn)狀就叫“偽氮塞”，如不有效處理“偽氮塞”則會使氬系統(tǒng)與主塔工況惡化，導(dǎo)致氬產(chǎn)量降低。運用數(shù)據(jù)進(jìn)行便捷的計算得出應(yīng)有的產(chǎn)量和提取率，可以杜絕“偽氮塞”的發(fā)生，保持粗氬系統(tǒng)精餾平衡，保持氬餾分在較高范圍內(nèi)運行，實現(xiàn)氬產(chǎn)量連續(xù)穩(wěn)定達(dá)到最大值[1]。

2現(xiàn)有技術(shù)

以往的調(diào)整是根據(jù)氬餾分?jǐn)?shù)值、粗氬冷凝器的液位、流量的變化判斷是否存在氮塞，這種方法有效性差，不及時，且沒有數(shù)據(jù)理論支撐。其次是用氬餾分含氧量數(shù)值得出含氮量，當(dāng)氬餾分值由低向高上升時，含氮量增加就進(jìn)行調(diào)整，不會等到粗氬純度下降，這種方法調(diào)整頻率高，機組工況不穩(wěn)定，且有些空分在設(shè)計安裝時沒有氬餾分中含氧量的測量表，且后續(xù)也無法加裝，導(dǎo)致無有效參考值。

3改進(jìn)技術(shù)

解決空分系統(tǒng)粗氬純度突然下降，粗氬塔氮塞和“偽氮塞”的問題，解決粗氬系統(tǒng)經(jīng)常氮塞以至氬產(chǎn)量低的問題，保持工況穩(wěn)態(tài)運行，達(dá)到提高氬產(chǎn)量的目的。其是依據(jù)DCS實時數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，為實際工況變化提供判斷依據(jù)，消除誤判、誤調(diào)、提高精餾工況的精餾效率，實現(xiàn)提高氬產(chǎn)量。

3.1 解決空分系統(tǒng)粗氬純度突然下降的問題（見圖1）

氬餾分6.5～8.5%; 粗氬餾分量48000m3/h;

粗氬純度99.65%; 粗氬產(chǎn)量 1250m3/h

（1）當(dāng)氬餾分在6.5%時，粗氬理論產(chǎn)量是：

48000*6.5%/3.3=945m3/h

（2）當(dāng)氬餾分在8.5%時，粗氬理論產(chǎn)量是：

48000*8.5%/3.3=1236m3/h

（3）從理論計算可以得出，氬餾分在6.5%粗氬產(chǎn)量是945m3/h，氬餾分在8.5%時粗氬產(chǎn)量是1236m3/h，但是粗氬的產(chǎn)量在實際運行中一直是1250m3/h，氬組份的物料失衡，6.5%的氬餾分只能生產(chǎn)945m3/h的工藝氬，但在實際運行中粗氬的產(chǎn)量遠(yuǎn)大于理論產(chǎn)量，所以粗氬純度會下降，下降的程度與時間長短取決于氬餾分值的恢復(fù)時間。

（4）從上述計算與分析得出，粗氬純度的下降，不是因為氮含量高 “氮塞”造成的，所以把此不正確的判斷叫“偽氮塞”。在工況正常的情況下，粗氬純度突然下降的原因，就是粗氬的產(chǎn)量大于與之對應(yīng)的原料氣量。

3.2 處理方法

（1）鑒于上述分析，可以采取以下方法處理粗氬純度下降：①根據(jù)理論計算方法，計算出氬餾分波動區(qū)間的對應(yīng)粗氬產(chǎn)量。②當(dāng)氬餾分因某種原因（或未及時調(diào)整）下降，此時應(yīng)及時減少粗氬產(chǎn)量，同時調(diào)整氬餾分值上升至8%～10%的區(qū)間。③當(dāng)主塔工況正常，粗氬系統(tǒng)的阻力、流量、溫度未有明顯變化，只是粗氬純度下降，應(yīng)收小粗氬產(chǎn)量，提高氬餾分。切不可認(rèn)為是“氮塞”，反而放大粗氬產(chǎn)量，有意降低氬餾分控制值，則粗氬純度會加速下降，最終導(dǎo)致氮塞。

（2）解決粗氬系統(tǒng)經(jīng)常氮塞以至氬產(chǎn)量低的問題（附圖）。①如下圖所示，根據(jù)圖中1點AIA701的數(shù)值、2點FIA701的值計算得出3點FIC702的操作值，從而保障點4 AIA705的數(shù)值大于95%。解決AIA705粗氬純度下降，保障FIC702粗氬產(chǎn)量不被純度下降而影響。②圖中5點中V701閥門開度不易過大，開度要與粗氬冷凝器液空液位形成匹配，保障粗氬組分中氮含量可控，達(dá)到增產(chǎn)的目的。③圖中關(guān)小V701閥可以減少粗氬液空冷凝器中回流液體中的氮組份又被氬餾分抽取，之后提高氬餾分值達(dá)最高值，若此值不在最高值時就出現(xiàn)氮塞，則繼續(xù)關(guān)小V701閥，直到氬餾分值在最高值運行時不出現(xiàn)氮塞，此V701閥開度為最佳，此時可以根據(jù)氬餾分值計算氬產(chǎn)量，使氬餾分與氬產(chǎn)量保持最大，若工況無異?？梢猿^設(shè)計值，以達(dá)到提高氬產(chǎn)量的目的。

5結(jié)束語

此技術(shù)實施后，粗氬系統(tǒng)再未出現(xiàn)粗氬純度突然下降問題，氬餾分可以穩(wěn)定在較高水平，氬產(chǎn)量從1250m3/h穩(wěn)定在1400m3/h，粗氬產(chǎn)量提高了10%， 每天可以多生產(chǎn)4.6m3/d的液氬，增加經(jīng)濟(jì)收入9200元/天。消除了操作人員害怕氮塞的心理，工況形成良性循環(huán)，降低了操作人員的操作強度，杜絕了操作事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬永浩.粗氬塔氮塞的安全處理經(jīng)驗[J].冶金動力，2019，（4）：32-33.