周小龍，楊 妍，張 敏

（新疆慶華能源集團有限公司，新疆伊寧 835000）

1 概述

新疆慶華能源集團有限公司原有空分是川空設(shè)計并建造的兩套型號為KDON-50000/50000 的空氣分離設(shè)備，只設(shè)計有增效粗氬塔，并沒有提取精氬的設(shè)備。為了滿足本地市場的需求，新疆譽州氣體制造公司在新疆慶華能源集團有限公司B系列空分裝置原有設(shè)備的基礎(chǔ)上外掛一套提取精氬的設(shè)備，采用全精餾無氫制氬技術(shù)，使用川空設(shè)備，對原有的粗氬塔進行了改造，去除了增效氬塔的粗氬冷凝器，原有粗氬塔作為粗氬塔I 的下段部分，設(shè)計增加了粗氬塔I 上段部分。并安裝在原有冷箱之中，粗氬塔II、新的粗氬冷凝器、液氬泵、精氬塔、精氬冷凝器、精氬蒸發(fā)器安裝在新建冷箱中。兩個冷箱之間管道用填充珠光砂的橋架連接。

2 主要技術(shù)參數(shù)

氬餾分流量：35000 m3/h，氬餾分中Ar含量：8%～15%，液氬產(chǎn)量：850 m3/h（折合氣態(tài)），液氬純度（V）≥99.999%，氧含量（V）≤1.5×10－6，氮含量（V）≤1.5×10－6，甲烷+一氧化碳+二氧化碳含量（V）≤1×10－6。水分含量(V)≤3×10－6。

3 流程簡圖

見圖1 所示。

圖1 工藝流程簡圖

4 試車和運行時發(fā)現(xiàn)的問題及改進措施

（1）新加設(shè)備吹除閥門不在冷箱底部，全部在高空。加溫吹掃時開關(guān)不便，工況發(fā)生變化時，可能會因為操作不及時，導(dǎo)致工況惡化，如發(fā)生嚴(yán)重氮塞時，不能及時打開粗氬冷凝回流管吹除，使得工況不能及時改善。

（2）本套設(shè)備設(shè)計精氬塔底部排液管可以和粗氬塔底部排液管道連接，設(shè)計初衷是為了減少精氬塔排放液體時的浪費。但是實際連接閥門及管道均暴露在冷箱外部，而且沒有使用任何保冷措施，與空氣完全接觸。在試車初期，經(jīng)過多次試驗，都不能排盡管道內(nèi)的氣體，造成多次低溫液氬泵氣蝕，對整個工況造成很大影響。現(xiàn)已不再使用此設(shè)計，直接排放液體。

（3）液氬儲槽放空連接精氬塔進料管。在實際運行中，儲槽壓力一般在50 kPa 以下，壓力太低不足以到達精氬塔，儲槽壓力達到100 kPa 以上時，嚴(yán)重影響液體儲槽進液，現(xiàn)已不使用此設(shè)計，直接排空。

（4）在試車時，分子篩充壓切換嚴(yán)重影響提取精氬的正常工況，經(jīng)過多次試驗，改變充壓時間及閥門開度，充壓時間由原來的9 min改為22 min，閥門最終開度由100%改為62%，打開速度由400 s 改變?yōu)?30 s。之后在分子篩切換時工況有了很大的改善。

（5）在更換新的粗氬冷凝器后，下塔液空液位出現(xiàn)不能自動控制的情況，經(jīng)歷了下塔液空液位計不能正常顯示、下塔液空液位調(diào)節(jié)閥門現(xiàn)場手動控制、中控手動控制、粗氬冷凝器液空液位調(diào)節(jié)閥現(xiàn)場手動控制等多種故障之后，整個工況趨于穩(wěn)定。這些故障最終都導(dǎo)致粗氬冷凝器液空液位波動，氬餾分流量波動，氬餾分中氬含量波動，氬餾分中氧、氮含量的變化，對在整體工況及時調(diào)整下，精氬產(chǎn)品純度沒有被破壞。設(shè)備的整體性能完成了考驗。

（6）調(diào)整產(chǎn)量

本套提取設(shè)備設(shè)計產(chǎn)量為850 m3/h（折合氣態(tài)），在試車和運行時對設(shè)備進行了挖掘潛力的試驗，試驗數(shù)據(jù)如見表1。

表1 產(chǎn)量與純度測試數(shù)據(jù)

整體工況穩(wěn)定，純度達標(biāo)，產(chǎn)量遠超其設(shè)計值。

5 結(jié)束語

現(xiàn)代空分不再僅僅以生產(chǎn)氧氣、氮氣為目標(biāo)，設(shè)法提高現(xiàn)有設(shè)備的價值成為空分人共同思考的問題?？辗旨夹g(shù)的進步為設(shè)備提高經(jīng)濟效益提供了有力保障，具有超高性價比的改造成為了首選，使得老舊設(shè)備生產(chǎn)出高質(zhì)量高經(jīng)濟價值的產(chǎn)品，以滿足市場需求。本套液氬提取裝置改造成功，雖然其中還存在一些不足之處，但是國產(chǎn)設(shè)備設(shè)計制造水平值得肯定。