主換熱器通道珠光砂堵塞的分析和處理
彭慶國
(山東?；簶I化工有限公司,山東省棗莊市薛城區臨泉路68號 277000)
摘要：說明主換熱器氮氣通道被珠光砂堵塞的經過和大加溫后空分設備的運行情況,介紹采 用分子篩吸附器出口的干燥空氣吹掃氮氣通道排除故障的方法。
關鍵詞：空分設備;主換熱器;珠光砂;堵塞;吹除
中圖分類號：TQ116·11 文獻標識碼:B
山東?；簶I化工有限公司(以下簡稱:?；?nbsp;煤化公司)為10萬t/a甲醇生產裝置配套的 6000m3/h空分設備,采用分子篩吸附凈化、增壓 膨脹和規整填料上塔的全低壓流程,自2006年1 月投產以來,一直運行正常。
1 故障經過
?；夯舅诘丨h境污染嚴重,空分設備使用的循環水水質太差,致使水冷塔上部分布器及散裝的填料有明顯堵塞現象,水冷塔冷卻效果明顯變差。2008年4月16日上午,隨著后序甲醇生產系統停車大修,空分設備也隨即進行停車檢修,清理水冷塔。由于不同工序間協調上出現問題,操作人員忽略了在氮氣出口管道上所連接的1臺15000m3/h活塞式氮壓機,在整套空分設備停車的情況下,其仍保持運行狀態。20: 30左右,才發 現這一情況并停運氮壓機。檢修后再次啟動空分設備,就出現了氮氣送出管道阻力大、出冷箱壓力低、氮氣流量小和主換熱器熱端溫差大(最大值達 到8℃)等問題,主冷液氧液位始終無法維持。于 4月17日晚上停運膨脹機,整套空分設備同時停車加溫。4月20日06: 30,再次啟動空分設備后 工況仍無明顯好轉,被迫停車。
2 故障原因分析
根據DCS控制系統上的參數變化趨勢初步分 析,上塔壓力一直不顯示為負壓,下塔一直保持著 正壓的狀態。并且在此期間,氮氣出口管道經氮壓 機吸入閥與氮壓機直接相連,氮壓機吸入閥處于開 啟狀態,氮氣調節閥V107處于關閉狀態。污氮出 口管道經氣動調節閥V109與水冷塔也直接相連, V109閥處于關閉狀態。上塔及氮氣管道被抽成負 壓,環境空氣被反吸入管道中,其中的水分在板翅 式換熱器或管道內結冰,使管道阻力增大,出現故障。
決定對冷箱進行扒砂,做徹底檢修。扒砂完成 后發現:
(1)測量上塔頂部壓力的Φ10mm鋁管正處于 冷箱頂部珠光砂裝填口下部,沒有繞開裝填口,并 且上部保護的角鋼焊接不牢固。
(2)在裝填珠光砂時,沒有按要求在裝填口罩 上保護篦子,在冷箱內還有整袋珠光砂,整袋珠光 砂在下落過程中砸斷上塔頂部測壓管道。
因上部測壓管道被砸斷,加上空分設備停車時 出現負壓,珠光砂從管道斷口處被抽入精餾塔內。 由于氮壓機在空分設備停車后一直運行,所以氮氣 通道被珠光砂嚴重堵塞。
3 處理過程
為了徹底排除故障,恢復空分設備正常生產采取了以下措施:
(1)整體切割上塔下部,即從膨脹空氣入口下部分布器處將上塔割開,用300t的吊車吊出切割下來的上塔部分,檢查填料堵塞情況。發現上塔填料中僅有微量珠光砂。簡單敲擊處理后,重新吊入冷箱焊接恢復。
(2)精餾塔內的珠光砂已排盡,接下來集中處理主換熱器及過冷器的氮氣通道。首先嘗試的方法是:分別切開氮氣過冷器及主換熱器的上、下接 口,用DN40mm橡膠管接入0·5MPa的儀表空氣 進行吹除。氮氣通道內盡管吹出了一定量的珠光砂,但焊接恢復后,按正常操作加溫吹掃時,發現 當上塔壓力上升至49kPa時,氮氣通道阻力仍為40kPa,儀表空氣吹掃失敗。
(3)在使用儀表空氣吹掃失敗的情況下,通過公司領導、技術人員共同協商,再與板翅式換熱器生產廠家、安裝廠家技術人員交流后,先將主換熱器氮氣通道上部的焊接恢復,下部接口割開使其呈開放狀態,因其處于開放狀態不會超壓,在此基礎上將分子篩吸附器出口干燥空氣在控制閥V1217 后(以方便控制流量)接入氮氣管道,緩慢反吹。
通過現場安裝的壓力表觀察,將吹掃壓力控制在主 換熱器的試壓壓力之下。當干燥空氣流量為 20000m3/h時,吹出大量珠光砂。干燥空氣反吹維 持了12小時, 12小時后通過主換熱器前后的壓力 表觀察,其阻力為15kPa,可見,干燥空氣吹掃成 功。然后將主換熱器前至過冷器后的氮氣管道焊接 恢復,用同樣的方法繼續吹掃。在吹出大量珠光砂 后,再繼續吹掃12小時。之后主換熱器與過冷器 氮氣通道阻力之和不大于20kPa (在加溫吹掃狀 態),可見,用干燥空氣吹掃氮氣通道成功。
吹掃結束、焊接恢復以后,按正常程序(試 壓、裸冷及裝填珠光砂)開車,空分設備各項工藝 參數恢復至原始狀態,氧氣產量6000m3/h,純度 99·7%,液氧日產量4t,氮氣流量、純度均達標, 空分設備恢復了正常運行。
4 注意事項
(1)由于板翅式換熱器氮氣通道阻塞較嚴重, 吹掃氣量小,珠光砂難以帶出,故在不超壓情況下用入塔干燥空氣以20000m3/h的流量吹掃。
(2)大流量氣體吹掃對板翅式換熱器有可能造成一定的傷害,故在操作過程中務必謹慎操作,密切關注吹掃壓力。
5 結束語
如果板翅式換熱器內的珠光砂不被吹出,就必須更換換熱器,這不僅造價高昂,而且工期漫長。這次故障處理是一次成功的嘗試,希望給同行帶來啟發。
彭慶國
(山東?；簶I化工有限公司,山東省棗莊市薛城區臨泉路68號 277000)
摘要：說明主換熱器氮氣通道被珠光砂堵塞的經過和大加溫后空分設備的運行情況,介紹采 用分子篩吸附器出口的干燥空氣吹掃氮氣通道排除故障的方法。
關鍵詞：空分設備;主換熱器;珠光砂;堵塞;吹除
中圖分類號：TQ116·11 文獻標識碼:B
山東?；簶I化工有限公司(以下簡稱:?；?nbsp;煤化公司)為10萬t/a甲醇生產裝置配套的 6000m3/h空分設備,采用分子篩吸附凈化、增壓 膨脹和規整填料上塔的全低壓流程,自2006年1 月投產以來,一直運行正常。
1 故障經過
?；夯舅诘丨h境污染嚴重,空分設備使用的循環水水質太差,致使水冷塔上部分布器及散裝的填料有明顯堵塞現象,水冷塔冷卻效果明顯變差。2008年4月16日上午,隨著后序甲醇生產系統停車大修,空分設備也隨即進行停車檢修,清理水冷塔。由于不同工序間協調上出現問題,操作人員忽略了在氮氣出口管道上所連接的1臺15000m3/h活塞式氮壓機,在整套空分設備停車的情況下,其仍保持運行狀態。20: 30左右,才發 現這一情況并停運氮壓機。檢修后再次啟動空分設備,就出現了氮氣送出管道阻力大、出冷箱壓力低、氮氣流量小和主換熱器熱端溫差大(最大值達 到8℃)等問題,主冷液氧液位始終無法維持。于 4月17日晚上停運膨脹機,整套空分設備同時停車加溫。4月20日06: 30,再次啟動空分設備后 工況仍無明顯好轉,被迫停車。
2 故障原因分析
根據DCS控制系統上的參數變化趨勢初步分 析,上塔壓力一直不顯示為負壓,下塔一直保持著 正壓的狀態。并且在此期間,氮氣出口管道經氮壓 機吸入閥與氮壓機直接相連,氮壓機吸入閥處于開 啟狀態,氮氣調節閥V107處于關閉狀態。污氮出 口管道經氣動調節閥V109與水冷塔也直接相連, V109閥處于關閉狀態。上塔及氮氣管道被抽成負 壓,環境空氣被反吸入管道中,其中的水分在板翅 式換熱器或管道內結冰,使管道阻力增大,出現故障。
決定對冷箱進行扒砂,做徹底檢修。扒砂完成 后發現:
(1)測量上塔頂部壓力的Φ10mm鋁管正處于 冷箱頂部珠光砂裝填口下部,沒有繞開裝填口,并 且上部保護的角鋼焊接不牢固。
(2)在裝填珠光砂時,沒有按要求在裝填口罩 上保護篦子,在冷箱內還有整袋珠光砂,整袋珠光 砂在下落過程中砸斷上塔頂部測壓管道。
因上部測壓管道被砸斷,加上空分設備停車時 出現負壓,珠光砂從管道斷口處被抽入精餾塔內。 由于氮壓機在空分設備停車后一直運行,所以氮氣 通道被珠光砂嚴重堵塞。
3 處理過程
為了徹底排除故障,恢復空分設備正常生產采取了以下措施:
(1)整體切割上塔下部,即從膨脹空氣入口下部分布器處將上塔割開,用300t的吊車吊出切割下來的上塔部分,檢查填料堵塞情況。發現上塔填料中僅有微量珠光砂。簡單敲擊處理后,重新吊入冷箱焊接恢復。
(2)精餾塔內的珠光砂已排盡,接下來集中處理主換熱器及過冷器的氮氣通道。首先嘗試的方法是:分別切開氮氣過冷器及主換熱器的上、下接 口,用DN40mm橡膠管接入0·5MPa的儀表空氣 進行吹除。氮氣通道內盡管吹出了一定量的珠光砂,但焊接恢復后,按正常操作加溫吹掃時,發現 當上塔壓力上升至49kPa時,氮氣通道阻力仍為40kPa,儀表空氣吹掃失敗。
(3)在使用儀表空氣吹掃失敗的情況下,通過公司領導、技術人員共同協商,再與板翅式換熱器生產廠家、安裝廠家技術人員交流后,先將主換熱器氮氣通道上部的焊接恢復,下部接口割開使其呈開放狀態,因其處于開放狀態不會超壓,在此基礎上將分子篩吸附器出口干燥空氣在控制閥V1217 后(以方便控制流量)接入氮氣管道,緩慢反吹。
通過現場安裝的壓力表觀察,將吹掃壓力控制在主 換熱器的試壓壓力之下。當干燥空氣流量為 20000m3/h時,吹出大量珠光砂。干燥空氣反吹維 持了12小時, 12小時后通過主換熱器前后的壓力 表觀察,其阻力為15kPa,可見,干燥空氣吹掃成 功。然后將主換熱器前至過冷器后的氮氣管道焊接 恢復,用同樣的方法繼續吹掃。在吹出大量珠光砂 后,再繼續吹掃12小時。之后主換熱器與過冷器 氮氣通道阻力之和不大于20kPa (在加溫吹掃狀 態),可見,用干燥空氣吹掃氮氣通道成功。
吹掃結束、焊接恢復以后,按正常程序(試 壓、裸冷及裝填珠光砂)開車,空分設備各項工藝 參數恢復至原始狀態,氧氣產量6000m3/h,純度 99·7%,液氧日產量4t,氮氣流量、純度均達標, 空分設備恢復了正常運行。
4 注意事項
(1)由于板翅式換熱器氮氣通道阻塞較嚴重, 吹掃氣量小,珠光砂難以帶出,故在不超壓情況下用入塔干燥空氣以20000m3/h的流量吹掃。
(2)大流量氣體吹掃對板翅式換熱器有可能造成一定的傷害,故在操作過程中務必謹慎操作,密切關注吹掃壓力。
5 結束語
如果板翅式換熱器內的珠光砂不被吹出,就必須更換換熱器,這不僅造價高昂,而且工期漫長。這次故障處理是一次成功的嘗試,希望給同行帶來啟發。
