摘?要：本篇文章通過對鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)中的重要組成環(huán)節(jié)裝置空分裝置進(jìn)行分析，從設(shè)備可能會出現(xiàn)的主換熱器設(shè)計(jì)、水分的進(jìn)入、溫度驟變問題引發(fā)溫差過大，導(dǎo)致主換熱器破損、雜質(zhì)篩選不徹底等問題，不僅如此，人為的主觀操作失誤也會導(dǎo)致這些問題的發(fā)生。所以，相關(guān)單位和人員必須要對相關(guān)的原因進(jìn)行分析，創(chuàng)新優(yōu)化設(shè)備裝置，對設(shè)備進(jìn)行有效的維護(hù)，保證鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)空氣分離裝置的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：空分裝置;鋼鐵行業(yè);主換熱器

對空氣中的成分進(jìn)行分離，得到高純度的氮?dú)夂脱鯕?，就是空氣分離裝置的功能。在實(shí)際使用裝置的過程中，設(shè)備經(jīng)常會由于自身的故障或者是人為操作的失誤導(dǎo)致主換熱器的溫差過大，影響生產(chǎn)的安全，這就導(dǎo)致了設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行問題。了解了設(shè)備常常會出現(xiàn)的溫差問題，就要對出現(xiàn)問題的原因進(jìn)行深究，再從溫差過大問題的根本原因入手，對問題進(jìn)行解決和維護(hù)，優(yōu)化設(shè)備工作能力，推動(dòng)行業(yè)健康發(fā)展。

1?空分裝置主換熱器熱端溫差過大的原因

1.1?機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)方面

1.1.1?主換熱器的設(shè)計(jì)方面

在90年代初期，空分裝置設(shè)備是在第五代空分設(shè)計(jì)工藝下設(shè)計(jì)制造的，它的換熱器尺寸為5400mm×1000mm×1010mm，而到了現(xiàn)代，一般使用的是5800mm到6000mm的換熱器設(shè)備，新款會比舊款具有更高的能力效率。所以，對比兩款空分裝置，5400mm的裝置會影響換熱的質(zhì)量和效率，換熱通道數(shù)量和設(shè)置也會對設(shè)備產(chǎn)生影響。隨著時(shí)代的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對換熱器的需求也越來越高，然而換熱器的需求卻無法被滿足，國內(nèi)的生產(chǎn)力較弱，對設(shè)備的創(chuàng)造和設(shè)計(jì)能力低，設(shè)備技術(shù)不能及時(shí)的更新，這樣的局限性就導(dǎo)致國內(nèi)設(shè)備的能力較弱，無法滿足正常使用的條件。行業(yè)必須重視技術(shù)的開發(fā)，采用新技術(shù)，提高換熱器的能力效率。

1.1.2?微量水分進(jìn)入主換熱器

微量的水分進(jìn)入空氣正流通道中會導(dǎo)致?lián)Q熱不完全的現(xiàn)象，所以相關(guān)單位要成立檢查組，加強(qiáng)對增壓空氣的含水量檢測，這樣就可以檢測出正流空氣中的水汽含量，加強(qiáng)了對增壓空氣含水量的限制，同時(shí)還要用便攜式漏點(diǎn)儀器對氣側(cè)導(dǎo)淋閥進(jìn)行漏水檢測。要重視換熱器中水分的含量是因?yàn)椴还芩质菑睦湎渲鲹Q熱器進(jìn)入正流通道，還是從增壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后冷卻器進(jìn)入增壓通道，都會導(dǎo)致水分在板翅壁上凍結(jié)，氮?dú)庋鯕鈴睦湎涑鰜砗笠膊荒馨l(fā)揮反流氣體的充分作用，進(jìn)行充分的換熱。

1.1.3?加溫以及冷卻驟變引起的主換熱器破裂

在檢測中，如果是因?yàn)榉挚匮b置換熱器能力不足引發(fā)質(zhì)量缺陷問題，從而導(dǎo)致泄露，那么一般是主換熱器的微漏問題。依據(jù)反流氣體的壓力變化判斷設(shè)備中是否存在泄露問題，同時(shí)也可以判斷出溫差過大的情況是不是因?yàn)樵O(shè)備泄露導(dǎo)致的。如果泄露問題嚴(yán)重，反流氣體的出塔壓力就會受到影響，這也就是能夠通過檢測反流氣體出塔壓力判斷出設(shè)備是否泄露的原因。

1.1.4?雜質(zhì)的篩除吸附不徹底

空分裝置要通過分子篩純化器把空氣里的水分、二氧化碳和碳?xì)浠衔镂狡饋?，然后再加熱分子篩，加熱的原料用的是污氮?dú)狻Ｒ话銇碚f，分子篩純化器會有兩個(gè)，一個(gè)在吸附階段，另一個(gè)在再生階段，這個(gè)過程如果不能對空氣進(jìn)行精確的篩選就會導(dǎo)致設(shè)備堵塞。分子篩選不能徹底地篩選吸附二氧化碳和碳?xì)浠衔?，就會把二氧化碳、碳?xì)浠衔锼瓦M(jìn)主換熱器中，而對從空壓機(jī)中出來的壓縮空氣進(jìn)行水分、二氧化碳、碳?xì)浠衔锏暮Y選和分離是空分裝置進(jìn)行的主要環(huán)節(jié)，如果分離的不徹底，那些化合物等進(jìn)入設(shè)備，就會堵塞主換熱器。所以，原料的選擇和設(shè)備的質(zhì)量十分重要。在對生產(chǎn)資料進(jìn)行采購時(shí)，必須嚴(yán)格遵守采購的程序。當(dāng)操作人員在操作分子篩再生時(shí)，必須嚴(yán)格遵守程序，對分子篩進(jìn)行加溫、冷吹，控制再生溫度在一定的范圍內(nèi)，保證充足的再生氣量，另外，每八個(gè)小時(shí)還要對純化器進(jìn)行倒換。對于在分子篩吸附器出口的二氧化碳分析儀也要被嚴(yán)格的監(jiān)視，同時(shí)與現(xiàn)場的人工分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，保證二氧化碳的含量都在正常的范圍內(nèi)，沒有超標(biāo)的現(xiàn)象。這樣，就可以排除分子篩對二氧化碳和碳?xì)浠衔镂讲粡氐资菍?dǎo)致溫差過大的原因。

1.2?人為的不合理操作

實(shí)際上，空分裝置運(yùn)行需要使用主換熱器三個(gè)，要確保檢測人員規(guī)范合理的操作，而不是隨意的進(jìn)行，就需要在保證反流氣體流量不變的基礎(chǔ)上，用三個(gè)閥的配合來調(diào)節(jié)熱端溫差，依據(jù)三股氣流的出塔溫度來判斷人員的操作是否規(guī)范合理。否則，由于操作人員的心理素質(zhì)低下，對工作的重視程度不夠，不按照規(guī)范操作，就會導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)不合理的情況，加大了出現(xiàn)問題的可能性，導(dǎo)致?lián)Q熱器的溫差過大，不能保證換熱器的正常運(yùn)行。所以需要對相關(guān)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)和考核，保證相關(guān)操作人員的專業(yè)性，避免由于人工操作的失誤導(dǎo)致溫差過大問題。

1.3?其他異物堵塞了主換熱器通道

如果對換熱器進(jìn)行排查之后，上面的原因都被排除了，那么溫差過大的原因很可能是主換熱器的通道里被分子篩或者是其他的異物堵塞了，影響了熱交換，導(dǎo)致?lián)Q熱器的使用效果變差，影響了換熱器的工作能力，無法保證換熱器正常工作。

2?空分裝置主換熱器熱端溫差的優(yōu)化措施

2.1?針對問題采取有效的處置措施

針對KDON8000/5000型號的分空裝置，當(dāng)此款分空裝置出現(xiàn)了熱端溫差過大的問題，不僅需要對原因進(jìn)行詳細(xì)、準(zhǔn)確、科學(xué)、合理的分析，還要采取有效的措施，把危害降到最低，例如用2#替代1#的方式，接續(xù)系統(tǒng)供氧與生產(chǎn)兩個(gè)方面。具體操作如下：

（1）首先確定造成溫差過大的原因，并且對其進(jìn)行分析和研究，停止1#空分裝置運(yùn)行，對裝置進(jìn)行停車檢查。

（2）先將2#空分裝置（此時(shí)正值甲醇二系統(tǒng)臨時(shí)停機(jī)檢修，2#裝置氧氣富余）的富余氧氣切入甲醇一系統(tǒng)為13#氧壓機(jī)供氣，使2#空分裝置代替1#空分裝置繼續(xù)為系統(tǒng)供氣。這樣操作的原因是節(jié)約能源，充分利用資源，盡可能降低空分裝置檢修期間對整個(gè)甲醇一系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行的影響。

（3）正常生產(chǎn)時(shí)1#空分系統(tǒng)配套的13#氧壓機(jī)供甲醇一系統(tǒng)凈化車間轉(zhuǎn)化爐使用;2#空分系統(tǒng)配套的46#氧壓機(jī)供甲醇二系統(tǒng)第二凈化車間轉(zhuǎn)化爐使用。

2.1.1?2#空分產(chǎn)品氧氣送入13#氧壓機(jī)操作

首先停46#氧壓機(jī);同時(shí)關(guān)閉V105B閥，開V104B閥放散閥;將46#氧壓機(jī)完全退出;關(guān)閉2#空分系統(tǒng)氧氣入氧氣緩沖罐V116閥;現(xiàn)場開氧氣聯(lián)通閥V115閥至50%左右;同時(shí)，根據(jù)2#分餾塔頂部壓力適當(dāng)關(guān)V104B放散閥至全關(guān);緩慢關(guān)V105A閥門至全關(guān)，同時(shí)開V104A閥放散閥;2#空分氧氣出分餾塔總管閥V132閥至50%左右，一系統(tǒng)氧氣入氧壓機(jī)V1411閥門關(guān)至70%左右，并調(diào)節(jié)氧氣外送流量為每小時(shí)6200平方米到6600平方米;一系統(tǒng)氧壓機(jī)回流閥V1403閥打手動(dòng)，開到65%左右進(jìn)行綜合調(diào)節(jié);在倒換過程中應(yīng)使13#氧壓機(jī)吸入壓力不小于5.0千帕;使1#、2#空分系統(tǒng)分餾塔上塔頂部壓力不大于45千帕。

2.1.2?1#空分裝置停車

當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，設(shè)備不能繼續(xù)運(yùn)行，必須要立即停止設(shè)備，再對設(shè)備進(jìn)行原因的分析，針對性地解決問題，控制各項(xiàng)工藝指標(biāo)在確定的范圍內(nèi)，保證機(jī)器順利出氧，同時(shí)還能防止問題的進(jìn)一步擴(kuò)大，影響系統(tǒng)的運(yùn)行情況。就比如，當(dāng)出現(xiàn)通道堵塞導(dǎo)致溫差過大的問題時(shí)，要對分子篩吸附器吸附的粉塵進(jìn)行來源的分析，同時(shí)確定粉塵的物質(zhì)。首先加熱整個(gè)設(shè)備，然后再從排放閥的運(yùn)作情況分析，就可以確定粉塵物質(zhì)的來源，然后要更換充氮閥和連接的管道，加溫、吹除處理后，才能再重新開車。對于出現(xiàn)的問題，不能置之不理，必須及時(shí)地對問題進(jìn)行處理和解決，不能為了趕進(jìn)度而不停工，否則可能會產(chǎn)生更大的問題，影響空分裝置的效率，導(dǎo)致分離出來的氣體不徹底，導(dǎo)致溫差過大的問題。

2.2?強(qiáng)化對于設(shè)備的監(jiān)測與維護(hù)

對系統(tǒng)運(yùn)作情況必須時(shí)刻監(jiān)督，防止類似情況的出現(xiàn)。相關(guān)單位可以增加測溫點(diǎn)來對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，在主換熱器上安置測溫點(diǎn)測量氮?dú)庋鯕獾鹊臍怏w溫度，還可以在主換熱器的三個(gè)板式單元進(jìn)出通道中添加測溫點(diǎn)測量氣體溫度，提高空間的利用率，提升空分裝置的能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，避免溫差過大的情況發(fā)生。主換熱器需要定期的清洗和維護(hù)，增加輔助換熱單元的設(shè)置，可以提高裝置的熱穩(wěn)定性。同時(shí)，要增強(qiáng)管理，在施工的過程中，必須嚴(yán)格按照程序進(jìn)行施工，采用標(biāo)準(zhǔn)化的施工工藝，同時(shí)，制定完善應(yīng)急處置方案，加強(qiáng)對于突發(fā)情況的處理方案。對設(shè)備進(jìn)行檢測和維護(hù)是為了能夠保證設(shè)備處于最佳使用狀態(tài)，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)還保證了空分裝置的工作效果。

2.3?創(chuàng)新?lián)Q熱技術(shù)

對換熱器進(jìn)行改造創(chuàng)新，提升換熱器的可靠性、創(chuàng)新性，同時(shí)還能促進(jìn)換熱器的節(jié)能減排功能，符合綠色發(fā)展保準(zhǔn)，提高設(shè)備的運(yùn)作效果和能力。創(chuàng)新?lián)Q熱設(shè)備可以進(jìn)行熱管材質(zhì)更換、冷凝水回收，應(yīng)用兩種介質(zhì)橫向繞流的換熱技術(shù)，改善如今存在的基礎(chǔ)問題，提高換熱器設(shè)備的效果和穩(wěn)定性質(zhì)。壓縮機(jī)蒸汽能耗超過90%，但制冷劑只占3%，盡管如此，還是要對冷箱中內(nèi)流的方式和制冷效果進(jìn)行全面的創(chuàng)新修改，提高設(shè)備的運(yùn)行效果，提升設(shè)備的運(yùn)行能力，避免出現(xiàn)溫差過大的問題影響設(shè)備正常運(yùn)行。

3?結(jié)語

總的來說，避免換熱器溫差過大的情況，要對實(shí)際造成問題的原因進(jìn)行分析研究，針對性地解決問題，制定合理科學(xué)的規(guī)范，避免問題的出現(xiàn)，保證設(shè)備換熱效果的可靠性。保證了設(shè)備正常運(yùn)行的可能，可以提高設(shè)備的處理效果，避免設(shè)備出現(xiàn)問題，從而影響了換熱器效果。同時(shí)，對相關(guān)應(yīng)用的設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新研究，對設(shè)備進(jìn)行改造，這樣可以使設(shè)備的生產(chǎn)效果更符合相關(guān)單位的需要，在原本的基礎(chǔ)上提高設(shè)備能力，新的設(shè)備能夠?yàn)槠髽I(yè)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，增強(qiáng)企業(yè)適應(yīng)社會的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]李芳芳，王麗平.空分裝置主換熱器熱端溫差過大的原因分析[J].山西化工，2020，40（03）：6264.

作者簡介：張慶行（1982—?），男，漢族，山東東明縣人，本科，工程師，從事空分工藝工作。