一起空分开车冰堵事故的判断与处理

安阳钢铁集团公司信阳钢铁公司KDON—1500／1500—Ⅲ型制氧机系90年代初产品，为切换板翅式换热器流程，上、下塔分开，主冷在下塔顶部，靠液氧泵与上塔联接。该制氧机配置一套加温系统，大加温时由两只干燥器产生的干净空气通过罗茨风机加压后送人空分系统进行加温，在整个大加温过程中，两只干燥器需相继投入使用。
! U# g/ {5 T! `, f0 o1 事故经过
2000年6月底以来，该制氧机运行很不正常，现象是冷损增大，经常靠两台膨胀机运行来维持冷量平衡，氧产量大幅度下降。根据有关现象怀疑液空吸附器泄漏，停车检查，发现两个硅胶排放口法兰漏，处理好后，进行大加温，然后重新启动。
启动后运行至第二阶段时，发现氧液化器阻力增大，有冻堵的现象，随即板翅式换热器氧通道也被冻堵。于是停车后对氧液化器和板翅式换热器进行单体加温。吹通后，继续开车。下塔产生液空，液空节流进上塔，上塔底部液面至1．6米时，启动液氧泵，主冷开始工作，空气大量进塔，下塔阻力由4kPa增至lOkPa，但上塔底部阻力一直满表(大于25kPa)，主冷氧侧压力达0．07MPa，居高不下，不久上塔底部液位急剧下降，只得开大旁通阀，加大回流量，以维持液氧泵运转。此时，主冷氧侧压力降至0．03kPa，下塔阻力降至4kPa，进塔空气量减少，主冷停止工作，上塔阻力仍满表，再过不久，上塔底部液位又涨高，主冷恢复工作，但不久主冷又停止工作，约4分钟波动一次，这是典型的上塔液悬现象，因处于开车阶段，主冷液位低，所以对下塔工况影响较大。
2 事故原因分析、判断
5 v" m) _) Q# [, I: {开车至此，感觉问题严重，无法运行下去。首先，板翅式换热器中部温度紊乱，无法调整，说明氧通道仍堵塞；其次，上塔底部塔板堵塞，严重液悬。对于塔板堵塞物，要么是冰、干冰，要么是硅胶粉末等杂质。联想氧液化器、板翅式换热器氧通道冰堵，认为冰堵的可能性大。原因可能有三种：
(1)开车第一阶段操作不当，造成含水空气进入精馏系统，然后在第二阶段冻堵。
* y6 w' \# T0 n8 Q(2)干燥器硅胶失效或有效工作时间缩短，加温气带水。
) e# A2 O+ X2 _# j/ A(3)板翅式换热器氧通道内漏(投产以来板翅式换热器多次出现问题)，致使开车第一阶段大量带水空气漏进氧通道，进入氧液化器与上塔。而进入开车第二阶段，再被冷却、结冰，冻堵这些地方。加温吹通后不再冻堵，说明氧通道内漏处在冷端，渡过水分冻结区后，漏进的空气不再含有水分。
* R( s8 D6 [7 u: u6 b( P- C* `我们分析认为第一种可能性不大，因为这套制氧机自投产以来，多次开车，操作工每次都严格按操作规程进行，顺利出氧达产。第二、三种可能性比较大，但无法确定是哪一种。另外，这次开车，冷损仍很严重，说明设备仍存在着外漏点。
3 扒塔检查及事故原因确定:
  P' Y6 o9 _, r3 ]' i  G/ ^综合上述分析我们认为有必要扒塔进行彻底检查，找出原因，排除故障。于是停车、排液、扒塔，清扫干净后，进行如下检查工作：
(1)板翅式换热器四个氧通道检查结果不漏。
/ p# Q" @: F4 {9 {- N! x6 K(2)氧液化器氧通道检查，内有大量积水，检查结果也不漏。
, C6 o7 e6 C1 s6 d(3)上塔底部、中部开孔检查，塔板上干净无杂质。
(4)主冷与上塔排放阀均有水分排出。
" W4 [  t1 P4 j9 k+ x4 }(5)板翅式换热器冷热端联接管道多处裂缝。
根据以上检查结果，我们确定了这次事故的原因是空分系统进水。
& _* k2 }, d* \6 h; K: K进水是加温空气带水造成的。进入6月份以来信阳地区高温多雨，气温高达36℃，空气湿度很大。根据计算，36℃时空气的含水量要比30℃时多出30％。而这次大加温仍按常规加温13小时，实际上已超过干燥器有效工作时间，这样大量高温含有水分的空气进入空分系统，温度降低后，水分不断析出积聚在塔板上、换热器和氧液化器通道翅片上。开车进入第二阶段，预冷精馏系统时，积聚的水分结冰，冻堵翅片通道及塔板。而冷损偏大的主要原因是板翅式换热器冷端外漏。
0 Q! G" {5 }+ E1 G% K1 V4 问题处理
  M- {! t  [9 Z事故原因确定后，我们进行了如下处理工作：
(1)氧液化器为叉流式，氧侧封头有大量积水排出，故在封头底部开孔加一小排水阀。
0 X' z4 Y! o( I  |1 j/ |(2)因没有配置氩净化系统，塔内制氩设备投产以来一直没有运行，这些设备增加冷损及泄漏隐患，利用这次扒塔机会，把所有与主塔联接部分切除、断开、封死(注意不能留有易存死水的封头)。
* P  x! y# O/ j$ Q. i1 H. t. h( c  x4 s(3)增加冷箱密封气(原设计有但没安装)，以防止珠光砂结冰增加冷损(这次扒塔发现主塔内结冰严重)。
5 d3 G3 G3 [( S1 f" j9 Q) c# x(4)补焊所有漏点，保证不漏。
(5)大加温时间改为9小时，保证加温空气干燥无水。
/ N0 f4 h( }1 K6 V7 O5 q$ t! d(6)对易存死水的地方，开车时重点吹除。
这样处理后，再次开车，顺利出氧，运行正常，各参数达设计值。
. Q+ L9 F2 E1 N3 l8 D5 结 语
对这次事故，我们的判断、分析比较准确，处理得也比较**，仅用六天时间就恢复供氧。另外，天气热空气含水量大，大加温时干燥器负荷大，希望有同样制氧机的单位对此予以重视，避免类似事故的发生。
* 高晓宁，男，1968年8月生，1991年毕业于天津商学院制冷专业，工程师，现任安钢集团公司制氧厂一车间副主任。