楊中華

摘 要：介紹了一起空分裝置精餾工況波動處理的始末，分別從產(chǎn)生的現(xiàn)象、處理、原因的分析判斷等方面進行闡述，提出了防止事故發(fā)生的防范措施及改進措施，闡述了事故引發(fā)的思考。

關(guān)鍵詞：波動現(xiàn)象;處理方法;原因分析;防范措施;引發(fā)思考

1 裝置流程簡介

本套空分是一套35000Nm3/h制氮裝置，采用汽輪機拖動空壓機、分子篩純化、膨脹空氣送水冷塔、單填料精餾塔、外壓縮0.7MPa氮氣的低壓空分流程?？諝膺M低壓板式換熱器空氣閥門采用的是氣動薄膜驅(qū)動的氣開式調(diào)節(jié)閥，因為是人為調(diào)節(jié)板式換熱器空氣進氣量的大小，防止空氣偏流，國內(nèi)空分流程的設(shè)計一般是不帶反饋功能的調(diào)節(jié)閥。板式換熱器共設(shè)六組，每組布置了不同的正返流氣體，正流介質(zhì)有空氣、增壓后膨脹空氣，返流介質(zhì)有富氧空氣兩股、氮氣、膨脹后膨脹空氣。

2 事故發(fā)生時的現(xiàn)象

2019年11月25日10時，某化工廠一套35000Nm3/h制

氮裝置空分空壓機出口壓力迅速上漲，同時主冷凝蒸發(fā)器富氧液空液面下降，膨脹機出口溫度上漲，膨脹機膨脹端振動下降，精餾塔下塔液面持續(xù)下降，精餾工況無法維持。

3 事故發(fā)生后的處理

操作人員立即手動調(diào)節(jié)空壓機出口放空閥并保障空壓機出口壓力穩(wěn)定，同時關(guān)小下塔液位調(diào)節(jié)閥，盡量保證主冷液位高度，盡量維持裝置正常運行，并將情況匯報給相關(guān)管理人員。根據(jù)精餾工況各參數(shù)的變化，初步判斷為運轉(zhuǎn)的膨脹機A不制冷了，不產(chǎn)生冷量造成的。立即安排加載后備系統(tǒng)液氮泵保證氮氣管網(wǎng)壓力、關(guān)閉裝置去液氮儲罐取出閥、聯(lián)系生產(chǎn)調(diào)度減少外供氮氣取出量，同時安排人員倒換為備用的膨脹機B運行。10時30分，膨脹機倒換后，機前、機后溫度逐步恢復(fù)正常，精餾塔主冷液空液位停止下降并緩慢上漲，12時28分，精餾塔主冷液位達到

控制指標，調(diào)節(jié)裝置各運行參數(shù)，空分裝置工況恢復(fù)正常。

4 事故原因的分析判斷

現(xiàn)場儀表人員對膨脹機A的噴嘴、回流閥進行全行程的調(diào)試檢查，沒有發(fā)現(xiàn)異常;DCS人員后臺檢查發(fā)現(xiàn)HV-5026（進板式換熱器空氣閥）閥門通訊信號中斷一次，但不影響閥門的開關(guān)，系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)這種情況;工藝人員現(xiàn)場檢查HV-5026（進板式換熱器空氣閥）閥門現(xiàn)場閥位與實際輸出閥位相符，在DCS上進行小幅度開、關(guān)調(diào)試，閥門的輸出開度與實際閥門也相符，確認此閥門工作正常;設(shè)備人員立即與膨脹機廠家技術(shù)人員溝通，反饋的結(jié)果為：可能是膨脹機增壓端與膨脹端密封膠圈損壞造成膨脹機不制冷，會出現(xiàn)上述情況，所以聯(lián)系檢修單位，準備對膨脹機A進行檢修處理。

裝置管理人員安排操作人員檢查波動時DCS畫面其他各項參數(shù)否有變化，為準確的觀察波動時各參數(shù)的變化情況，把各運行工藝參數(shù)的曲線調(diào)整到一個畫面上并進行認真的對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)波動時TI-5026（富氧空氣出板換溫度）溫度由14℃降到最低-142℃，然后又逐步恢復(fù)到14℃這一變化，TI-5026溫度點是分管上的測點;兩股富氧空氣、一股膨脹空氣、一股氮氣等返流氣體的溫度（總管溫度測點）都由14℃左右下降到-24℃。根據(jù)曲線變化最終分析判斷應(yīng)該為膨脹機A運行時，HV5026（進板式換熱器空氣閥）閥門自動關(guān)閉，造成進塔空氣量減少，精餾工況波動。當(dāng)膨脹機B運轉(zhuǎn)起來后，HV5026（進板式換熱器空氣閥）閥門又自動打開，只有這種巧合才會造成上述波動的現(xiàn)象。

5 事故原因的最終確定

由于此閥門閥位DCS上只有輸出顯示，沒有反饋顯示，無法判斷是否自動關(guān)、開一次。現(xiàn)場將空氣閥HV5026打到手動位置，儀表專業(yè)人員對HV5026（進板式換熱器空氣閥）閥門定位器進行檢查，發(fā)現(xiàn)閥門定位器內(nèi)部電路板插針有松動的現(xiàn)象，接觸不良一次，就會造成此閥自動關(guān)、開一次，原因最終確定為閥門定位器內(nèi)部電路板插針松動。這樣重新啟動膨脹機A運行，加載后膨脹機的各項運行參數(shù)正常，裝置精餾工況穩(wěn)定。

6 防止事故發(fā)生的防范措施及改進措施

此閥門定位器為濱特品牌的定位器，質(zhì)量一般會有可靠保障，但是卻發(fā)生了一次插針松動的情況。平時儀表人員只是對定位器的外觀密封進行檢查，防止漏水，不會對內(nèi)部接線板進行檢查，所以應(yīng)該建立機會檢修臺賬，利用機會檢修對關(guān)鍵的閥門定位器的內(nèi)部電路板進行檢查，才會減少定位器發(fā)生故障的概率。

關(guān)鍵的儀表控制閥門應(yīng)該建立故障臺賬，記錄控制閥門曾發(fā)生過哪些故障，譬如：分子篩再生氣流量控制閥由于滑動軸承潤滑油凝固，滑動軸承銹蝕，卡澀，使閥門來回顫動，造成精餾塔上塔壓力波動，無法維持生產(chǎn);分子篩再生氣放空閥由于電磁閥排氣孔堵塞，排氣孔方向朝上，下雪后又結(jié)冰，造成無法正常排氣，再生氣放空閥打不開，發(fā)生分子篩程序暫停事故;分子篩空氣切換閥儀表氣過濾減壓閥彈簧疲勞，開關(guān)緩慢，經(jīng)常會發(fā)生分子篩程序暫停故障;去水冷塔富氧空氣氣缸活塞密封圈損壞，造成氣缸竄氣，流量波動，造成精餾塔上塔壓力波動。而故障臺賬應(yīng)記錄好這些故障具體原因及處理方法，這樣才能提醒儀表專業(yè)人員，機會檢修時哪些是檢查的關(guān)鍵點，哪些是維護的關(guān)鍵點，才能更好地保障儀表控制閥的安全可靠性。

更改進塔空氣閥閥門定位器的型式，將原來的不帶反饋功能閥門定位器更改為帶有反饋功能的閥門定位器。更改型式后如果再出現(xiàn)閥門波動現(xiàn)象，就可以直接在DCS上查到閥門的動作曲線，精準的判斷出哪個閥門發(fā)生了波動，從本質(zhì)上解決了難以分析判斷的問題。

DCS專業(yè)人員技術(shù)水平有待提高，在后臺檢查發(fā)現(xiàn)HV-5026（進板式換熱器空氣閥）閥門通訊信號中斷一次，并表述為不影響閥門的開關(guān)，當(dāng)時工藝人員已經(jīng)和DCS人員講過，只有這個閥門動作了才會與實際故障現(xiàn)象相符，由于確定為不影響閥門的開關(guān)，這樣給分析判斷帶來了很大的困難。

現(xiàn)在很多化工企業(yè)都配置單套空分裝置，要保障裝置連續(xù)穩(wěn)定運行，完善應(yīng)急后備系統(tǒng)就顯得非常重要，空分設(shè)計時設(shè)計合理的液氮產(chǎn)量，同時根據(jù)工廠氮氣需求量多少，選擇設(shè)計能夠維持裝置意外跳車而液氮能夠供應(yīng)8～10天氮氣的液氮儲罐。這樣即使機組發(fā)生故障意外跳車，后備系統(tǒng)也能連續(xù)供應(yīng)氮氣8～10天，化工企業(yè)的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)有了很好的保障，同時銷售液氮也能給工廠帶來可觀的效益。一般配套總量是10000立的液氮儲罐就能滿足要求。

吸取故障教訓(xùn)，讓每名操作人員清楚故障發(fā)生的具體原因，今后碰到類似故障的分析方法和處理方法，提高操作人員的綜合判斷能力。同時提高操作人員故障狀態(tài)時的應(yīng)急響應(yīng)能力，在保障裝置安全運行的前提下及時調(diào)整好各項工藝參數(shù)，按照制定事故應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案規(guī)范操作，盡量維持生產(chǎn)，盡量減少故障帶來的損失，盡快恢復(fù)生產(chǎn)，同時快速查找、判斷故障產(chǎn)生的原因，聯(lián)系設(shè)備、儀表、電氣等專業(yè)及時進行維修處理。

7 事故引發(fā)的思考

這起空分波動的事故給我們帶來的思考：首先，雖說閥門定位器內(nèi)部電路板插針松動出現(xiàn)故障的概率較少，但是一旦出現(xiàn)故障就會造成空分裝置波動甚至?xí)斐赏＼囀鹿?。而為了快速的判斷哪些閥門出現(xiàn)自動開關(guān)的情況，閥門設(shè)計時考慮反饋功能就顯得十分重要，從事空分行業(yè)的設(shè)計院或使用單位在流程設(shè)計或?qū)彶闀r考慮將空氣進板式換熱器的空氣閥設(shè)計成帶有反饋功能的閥門定位器，從本質(zhì)上解決出現(xiàn)故障后不好判斷的問題，這是問題的關(guān)鍵。其次，分析問題要全面、細致，不應(yīng)放過任何細節(jié)，分析事故問題時應(yīng)該將各工藝參數(shù)曲線放到一個畫面進行對比分析，我認為這是一個很好的分析方法，同時發(fā)生故障的巧合性一定要予以考慮，這樣我們才能正確判斷出發(fā)生故障的原因，才能避免因分析原因錯誤造成不必要的檢修。最后，工藝、設(shè)備、儀表、電氣各專業(yè)應(yīng)該經(jīng)?？偨Y(jié)設(shè)備運行中存在的缺陷，并進行必要的記錄，特別是設(shè)計方面的缺陷及改進方案，有機會參與化工行業(yè)舉辦的各專業(yè)技術(shù)交流會時進行相互交流、探討，最終確定最優(yōu)的設(shè)計改進方案，讓設(shè)計院優(yōu)化設(shè)計，最終讓使用單位使用的全是最合理的設(shè)計。所以各大化工企業(yè)應(yīng)鼓勵一線技術(shù)人員積極參加化工行業(yè)舉辦的技術(shù)交流會也是很有必要的。