段少棟

摘要：本文依據(jù)本廠生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)際情況主要對(duì)空分水冷塔水溫過(guò)低對(duì)制氧裝置影響的原因分析及如何在生產(chǎn)運(yùn)行中避免，達(dá)到空分制氧裝置長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：空分、水冷塔、低溫水垢、原因分析

Abstract： in this paper， based on the factory main production actual situation for air separation water cooling tower water temperature is too low to the influence of oxygen generating device， cause analysis and how to avoid in the production run， reach the air separation oxygen generating device safe and stable operation for a long period of time.

Keywords： air separation， water cooling tower， analyzing the causes of scale， in low temperature.

本廠基本情況：本廠空分制氧裝置為KDON38000/25000型，主要流程：含塵空氣經(jīng)自潔式過(guò)濾器，除去機(jī)械雜質(zhì)、灰塵后由入口導(dǎo)葉進(jìn)入空氣壓縮機(jī)，經(jīng)三段四級(jí)壓縮后，輸出0.61 MPa（a）、204500 NM3/h（干）的空氣到后序系統(tǒng)，空壓機(jī)出口管線設(shè)有防喘振系統(tǒng)，通過(guò)FV5801和HV5801控制出口壓力和流量。

由純化系統(tǒng)來(lái)的潔凈空氣（93800 NM3/h）進(jìn)入增壓機(jī)，經(jīng)三段七級(jí)壓縮，使空氣的壓力得高，增壓空氣分成兩股：一股從增壓機(jī)二段水冷器后抽出（2.8 MPa（a）32600NM3/h）去增壓膨脹機(jī)系統(tǒng); 另一股（4.98MPa（a）58200 NM3/h）從增壓壓縮機(jī)末級(jí)引出，經(jīng)冷卻后進(jìn)入空分裝置，流程中設(shè)有兩個(gè)防喘振閥，分別為FV5802和FV5805，目的是防止進(jìn)入增壓機(jī)一段和三段的氣量過(guò)小引起喘振。

空氣由空壓機(jī)出口管道送入空冷塔底部，自下往上穿過(guò)填料層，被從上往下的水冷卻，同時(shí)洗滌空氣中的部分灰塵，溶解一些有害氣體如：H2S、SO2、SO3等雜質(zhì)，最后穿越頂部的絲網(wǎng)分離器，進(jìn)入分子篩純化系統(tǒng)。

由空冷塔來(lái)的空氣，經(jīng)吸附器除去其中的水份、CO2及其它一些CmHn后，198500 NM3/h、0.491Mpa（G）干燥空氣分為兩路：一路去增壓機(jī)，另一路去冷箱經(jīng)主換熱器冷卻再去下塔。

純化后的一部分空氣進(jìn)入空氣增壓機(jī)組，在此繼續(xù)增壓。中抽部分中壓空氣去增壓透平膨脹機(jī)系統(tǒng)，未級(jí)高壓空氣去冷箱，經(jīng)主換熱器冷卻后節(jié)流去下塔。

由分子篩吸附器來(lái)的93800 NM3/h、0.49Mpa（G）的空氣進(jìn)入空氣增壓機(jī)加壓得到一段抽氣，中抽和末抽三股增壓空氣。一段抽氣3000NM3/h、1.02 Mpa（G）作為全廠儀表氣，中抽32600NM3/h、2.68Mpa（G）的空氣進(jìn)入增壓透平膨脹機(jī)系統(tǒng)的增壓端，末端抽氣58200 NM3/h、 4.7Mpa（G）的空氣直接進(jìn)入主換熱器換熱后節(jié)流進(jìn)入分餾塔。中抽的中壓空氣在增壓透平膨脹機(jī)系統(tǒng)的增壓端再次增壓至3.96Mpa（G）后經(jīng)水冷卻器冷卻到40℃進(jìn)入主換熱器與返流氣（液）體換熱至-110℃后重新進(jìn)入膨脹機(jī)進(jìn)行膨脹，膨脹后的空氣0.47 Mpa（G）去下塔參與精餾。

本廠在調(diào)試出氧、氮期間，由于水冷塔送往空冷塔的冷凍水水量隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸減少，差點(diǎn)造成非計(jì)劃停車。因?yàn)槔鋬鏊繙p少以后，出空冷塔的壓縮空氣的溫度就降不下了?？諝鉁囟仍龈?，其空氣中的含水量必然增加，下一系統(tǒng)純化系統(tǒng)的吸附量也加大。在分子篩再生不徹底的情況下，極有可能導(dǎo)致分子篩失效和后續(xù)系統(tǒng)帶水。極少量的水結(jié)成冰進(jìn)入膨脹機(jī)能打壞葉片，進(jìn)入高、低壓換熱器堵塞換熱器通道。當(dāng)然分子篩吸附能力降低后還能造成主冷中碳?xì)浠衔锏拇罅糠e聚，引起不可估量的損壞。

既然冷凍水量減少對(duì)制氧系統(tǒng)的影響這么大，那么是什么原因引起的呢？在后來(lái)的排查過(guò)程中，檢查流量計(jì)沒(méi)有問(wèn)題、冷凍水泵進(jìn)出口閥門沒(méi)有問(wèn)題、流量調(diào)節(jié)閥沒(méi)有問(wèn)題，最后拆掉冷凍水泵的進(jìn)口過(guò)濾器后發(fā)現(xiàn)，過(guò)濾器濾網(wǎng)上有大量的灰色水垢。是這些水垢堵塞了過(guò)濾器造成冷凍水水量的減少，那么水垢是怎么生成的呢？

首先，將冷凍水所用的循環(huán)水進(jìn)行了取樣分析化驗(yàn)，空分設(shè)備一般用江河或者地下水作為冷卻水。這種水通常都含有懸浮物以及鈣、鎂等重碳酸鹽，稱之為硬水。懸浮物較多時(shí)，易堵塞冷卻器的管道、過(guò)濾網(wǎng)及閥門等，對(duì)于空分設(shè)備對(duì)循環(huán)水水質(zhì)的要求為：

最后，最好換一些水質(zhì)較好的循環(huán)水。或者改造水路，將冷凍水改為一次水水源。

雖然處理后，在空分制氧裝置正常運(yùn)行后很正常，沒(méi)出現(xiàn)冷凍水結(jié)垢問(wèn)題?？墒呛髞?lái)運(yùn)行一段時(shí)間后，冷凍水的水量還是會(huì)逐漸下降，且下降速度比較快，幾乎4個(gè)小時(shí)就要切換一次冷凍水泵，清理停掉的冷凍水泵的進(jìn)口過(guò)濾器時(shí)，總是有大量的水垢。

后經(jīng)過(guò)廠級(jí)、車間級(jí)技術(shù)人員的分析后發(fā)現(xiàn)：因冷凍水水溫過(guò)低造成循環(huán)水低溫結(jié)垢。因冷凍水在水冷塔降溫后，設(shè)計(jì)值為13℃，而在我們工藝運(yùn)行的時(shí)候再低能降至6℃。后來(lái)發(fā)現(xiàn)當(dāng)把冷凍水水溫升至7℃時(shí)，拆過(guò)水泵過(guò)濾器發(fā)現(xiàn)水垢明顯減少，當(dāng)水溫升至8℃以上幾乎就沒(méi)有水垢，也就是說(shuō)把水溫升至8℃以上極少產(chǎn)生低溫水垢。