一起粗氩产量低、微量氧居高不下的故障分析处理

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          一起粗氩产量低、微量氧居高不下的故障分析处理
杨建国   李磊   王志方   白文英  
% v7 I0 A8 y% Q- `" _! M（河南省安阳钢铁公司制氧厂 ，河南安阳   455004）
# X& Q3 b& D7 s+ C4 M* H" t摘要：  在一次停车检修后，再开车时，氩系统经过长时间调整无法恢复至停车前的状态参数。停车前氩产量470nm/h、微量氧2ppm、停车后氩产量350nm/h、微量氧9ppm。最后查出的原因是：粗氩Ⅱ塔塔釜液位计负管中含氧达2%的少量粗氩气，没有经过精馏就通过粗氩Ⅱ塔阻力计负管进入粗氩塔上部造成的。经过处理氩系统恢复了正常。
关键词：氩产量低  微量氧高  液位计负管  液空恒流
河南安阳钢铁集团公司制氧厂KDONAr-15000/15000/540型空分设备,由四川空分设备(集团)有限责任公司设计制造。空分设备采用空气预冷、分子筛吸附净化、增压透平膨胀机、膨胀空气进上塔和全精馏无氢制氩外压缩流程；产品氩气内压缩。上塔、粗氩塔和精氩塔均采用规整填料塔，下塔采用筛板塔；制氩系统配套的是法国CRYOSTAR离心式液氩泵，氩提取采用全精馏无氢制氩技术。
( |/ r- T; ?5 T1 M7 y  U1   粗氩工艺流程简介
# _  a  ]2 }- ^' d. O+ ?从上塔中部的适当位置引出氩馏份，并送入粗氩塔I进行精馏，降低氧含量；粗氩塔I的回流液是由粗氩塔Ⅱ底部引出并经液氩泵输送的液态粗氩。从粗氩塔I顶部引出的气体进入粗氩塔Ⅱ并在其中进行深度氩氧分离，经过粗氩塔Ⅱ的精馏，在粗氩Ⅱ塔的顶部产生含氧≤2～5×10-6（V/V）的粗氩气。粗氩塔Ⅱ的顶部装有冷凝蒸发器，从过冷器后引出的液空经节流后送入其中作为冷源，绝大部分的粗氩气经冷凝蒸发器冷凝后作为粗氩塔Ⅱ的回流液；其余部分由粗氩塔Ⅱ顶部引出并送入精氩塔。
' Z8 T5 D1 z, E- Z, }- s2  故障起因
1 L* F: s$ n5 L' w9 t2 }; e安钢2#15000制氧机在2002年11月27日20时，因配套空压机电机故障停车检修，28日1时开车。经过调整，氩系统无法恢复至停车前的状态参数。停车前后的参数如下：停车前氩产量470nm/h、微量氧2ppm、停车后氩产量350nm/h、微量氧9ppm。
3   原因分析
初期分析造成氩产量低、微量氧高的原因有四点：
7 u4 F" S7 a& h0 a% S  Z: h4 C①粗氩Ⅱ塔冷凝器微漏，造成氩中氧偏高、产量低。
②PV-750（精氩塔余气放空）关不严，大气中水分入粗氩Ⅱ塔冷凝器，造成Ⅱ塔精馏效果差。
③塔板填料有异物堵塞。
  W* ]" Q6 w0 @* I, ^  [④在线分析表不准确。                                    
. F' c- h$ P+ \+ z% W: H针对第一种情况，如果冷凝器微漏，氩中微量氧不可能还维持在PPm级。粗氩中含氮也应很高。通过观察粗氩中分析仪表及精氩塔冷凝器液氮节流伐开度，精氩塔蒸发器液氮伐开度，精氩塔压力，余气放空伐开度等没有发生大的变化，因此排除了Ⅱ塔冷凝器微漏。
针对第二种情况，通过查趋势图，精氩塔压力在仃车期间都是正压，因本套机组低压氮送气伐与外供低压氮联网，该套机组的低压氮送气伐关不严，外车间的低压氮通过该伐进入上塔，上塔又与粗氩1塔、粗氩Ⅱ塔、相通，因此可排除大气中水分进入粗氩Ⅱ塔。
针对第三种情况，因鉴于在投产调试阶段，粗氩Ⅱ塔冷凝器液空恒流管道被棉毡、铝屑堵过这一情况，不排除棉毡、铝屑等杂物堵塞填料，但要处理还需扒塔，工期长暂时无法处理。
6 }- F2 A- l# b' B5 |" k针对第四种情况，在线分析经过多次校验，更换在线分析用原电池及色谱分析对比等措施，分析不准因素也排除。
4  故障处理
1 K  J5 b3 C! ]- C# g4 J该套设备在投产调试期间，粗氩Ⅱ塔塔釜液位指示曾出现过持续下降而实际液位浸过阻力计正管现象，通过改造，把循环氩泵的进口压力当作塔釜液位的正管，粗氩Ⅱ塔阻力计负管当作塔釜液位负管，通过一年运行效果较好。
2 G% T: p8 h* o8 ]- e: ]# O; E' X当时分析粗氩Ⅱ塔塔釜液位计正负管堵塞的原因是在设备装珠光砂过程中，由于珠光砂的自重，使相邻近的粗氩Ⅱ塔塔釜液位计正负管与下塔液氮管相碰，或液氮渗漏，液氮滴到粗氩Ⅱ塔塔釜液位计正负管上造成。这次开车氩产量低会不会是Ⅱ塔塔釜液位计正负管作怪呢？检查发现壁板上粗氩Ⅱ塔塔釜液位计，负管取压一次伐上有少量结霜，当确定该伐可以全关后，手动全关该伐，实际只关了半圈，随后工况出现了大的波动：LCV-701（粗氩Ⅱ塔塔釜液体进粗氩Ⅰ塔伐）开大了5%，塔釜液位涨了200mm,主冷液氧纯度下降,氩馏份降低,但粗氩中氧却持续走低.经过调整,氧恢复正常,氩产量达500nm/h,微量氧在3ppm左右。
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0 Y2 c' N7 p; f2 r- I( ^1 F5   结论
" j  R6 [5 s" X* D+ R! S! L# I# @造成这次氩产量低的主要原因是原Ⅱ塔塔釜液位计负管在仃车期间,因无液氮冷源,固化的氩汽化,原Ⅱ塔塔釜液位负管又没关死,造成原塔釜液位计负管中含氧较多的粗氩气没有经过精馏就通过阻力计负管进入粗氩塔上部。
粗氩中微量氧正常后,我们又对塔釜液位计负管作了进一步的处理,那就是彻底断开粗氩Ⅱ塔塔釜液位计负管与粗氩Ⅱ塔阻力计负管的连接。
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作者简介：杨建国（1968—），男，2003年毕业于安阳电大计算机应用专业，现在安钢制氧厂工作，高级技师。
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