某钢厂2003年投产,现年产钢 200多万t,有6500m./h制氧机3台,为开封制氧 机厂生产,由于开始炼钢时用氧量少,剩余氧气都 放散了,氩系统也未投入使用,随生产规模的扩 大,氧气需求量的增加和对提高钢质量的要求,投 入了氩系统,经过一段时间的调试,粗氩能达到合 格,但精氩塔内压力和阻力总存在大的波动,液氩 未能达标. 2原因分析 2.1人为因素 2.1.1操作人员思想不一致,技术水平不高 装置操作人员四班三运转,每班操作人员因主 观因素对流程有自己的认识,存在差别,操作水平 参差不齐,操作方法不统一,由于刚投入氩系统, 还没有完全掌握其操作.主塔的稳定是氩系统稳定 的基础,在主塔和粗氩塔工况稳定下,精氩塔【况 的波动主要是操作不当,燕钢投产时间短,生产氧 的时间也短,操作工缺乏工作经验.因此操作工的 水平是精氩塔波动的主要原因. 2.1.2精氩塔冷凝器与蒸发器工作配合不好 冷凝器的作用是将上升的氩气冷凝.冷凝器的 冷源为液氮,液氮量由V5调节,阀门开度不合 适,调节不当,冷凝器的冷源液面变化,液面升高 时冷凝器内冷量增加,塔内冷凝量增加,回流液增 多,塔内阻力加大,压力减小,氮部分蒸发不充 分.一般视塔阻力判断塔内冷量多少.蒸发器的热 源为氮气,由V707调节氮气量,阀开度大时,液 氩蒸发量大,塔内压力升高,反之,压力降低.冷 凝器与蒸发器工作配合是精氩塔波动的主要原因. 2.1.3氩气中氮含量高,精氩塔排气量过小 粗氩气中氮含量高,在冷凝器氮侧氮聚集过多 排放不出引起精氩塔压力波动.粗氩气中的氮是氩 馏分中的氮,氮含量的高低由氩馏分决定.氩馏分 从主塔提馏段抽出,氮含量应小于0.1%.氩馏分 的纯度受液空,液氮节流阀开度及氩馏分抽取量和 氧,氮产量等的影响.当液空及液氮节流阀开度大 时,回流液增加,使提馏段富氩区下移,抽口处的 氩馏分含量增加,氮含量同时增加.当氩馏分抽取 量和氧产量加大时,提馏段富氩区也下移,氩馏分 含氮量也增加.氮取出量减少时,氩馏分含氮量也 增加.氩馏分中氮含量增加易造成精氩塔氮塞.相 反,氩馏分中氩含量减少,氮含量也减少,虽不易 发生氮塞,但氩的提取率会降低.所以要保证精氩 塔稳定,要严格控制氩馏分中含氮量. 精氩塔中的氮气由V765阀排放,当塔中氮气 含量高侧排气量过小,不能及时排出氮气,易造成 氮塞,使精氩塔工况发生变化,塔内压力升高.轻 微氮塞用V765开度调节.由于这套制氧机无阻力 计,增加了操作困难. 2.1.4冷凝器内压力过低 当蒸发器热源量少,冷凝器内冷源增加时,冷 凝器的热负荷减小,冷量增加,冷凝器内压力降 低,使液氮温度降低,易造成冷凝器氩侧发生氩固 化.液氮在主塔过冷后的温度在一188oC左右,氩 固化温度为一189.2oC,要严格控制冷凝器内压力 不能过低. 2.1.5工艺氩流量 工艺氩流量也会引起精氩塔的波动,在塔内 冷,热源不变时,工艺氩流量增大时,精氩塔内气 体增加,塔内压力升高,否则降低.所以要控制工 艺氩流量在合理的范围内. 2.2设备因素 分子筛纯化器的加温再生过程.分子筛纯化器 充压,泄压时要相应地增加和减少加工空气量,如 空分工,压缩工配合不好,会使空分空气量波动很 大,这样对主塔工况,粗氩塔工况,精氩塔工况影 响很大.但分子筛的加温再生过程是一直客观存在 的,是无法回避,无法解决的.因此,分子筛纯化 器的加温再生过程不是主要原因. 通过上述原因分析,造成精氩塔波动的主要原 因是:空分工操作水平;精氩塔冷凝器与蒸发器工 作配合不好;工艺氩流量;氩气中氮含量高时,精 氩塔排气量过小.关键是控制氩馏分中含氮量和废 气排放.其次是控制冷凝器内冷源液面的高度. 3采取的措施 根据影响精氩塔波动的原因分析,采取以下措 施:1.保证主塔稳定.氧,氮产品产量的调节要 稳,不要大起大落.操作过程中应特别注意产品氧 气,液氮在线分析仪表的变化,以便及时调整;2. 精氩塔冷凝器液氮节流阀的开关不要开关过猛,以 免造成液氮液面突然变化,按0.1%,0.2%的幅 度进行调节.保持液氮液面高度在800mm左右; 3.控制氩馏分量在一个范围内(7900,8000m/h ).工艺氩量进人精氩塔时不能忽大忽小;4.冷凝 器压力调节在合理范围内(110kPa左右);5.氩 气中氮含量高时,开大精氩塔气侧排气量.当塔内 压力升高时,V765阀开度加大,调节不明显时, 关闭V6待压力恢复后,再打开V6,关小V765; 6.在分子筛加温再生过程中,加强空分工和压缩 工联系配合,达到进人空分装置空气量稳定.操作 要慢一些,将加减负荷的过程经过几次分阶段地调 整来完成,每次加减气量的幅度不应超过2000 m,同时附以氧,氮气量的调整及液氮节流阀的 调整. 通过对精氩塔波动原因分析,采取相应的处理 措施,精氩塔波动逐渐消除,并趋于稳定.现已生 产出合格液氩.