設(shè)備背景：

原邢臺鋼鐵公司制氧廠有開空產(chǎn)KDON-3200／3200-3型板式切換流程空分設(shè)備2套，1號2號空分裝置于1995年7月投產(chǎn)；屬于當(dāng)時較為成熟設(shè)備，采用的是第四代板式切換式切換流程，自運行以來，由于其自身流程落后，運行效果較差，存在著設(shè)備落后，操作復(fù)雜，故障多，檢修費用高，能耗高，產(chǎn)量低，當(dāng)時這兩套設(shè)備工況較好的冬季3150m3／h，夏季只能到2900m3／h。氧提取率只有70~75％，由于采用加氫制氬，其二期工程制氫站未能建設(shè)氬不能回收，運行周期短，加以施工質(zhì)量低，事故隱患多，運行安全性能差，經(jīng)常造成停產(chǎn)扒塔檢修，影響生產(chǎn)。

流程背景：

開空產(chǎn)KDON-3200／3200-3型板式切換流程空分設(shè)備

【流程特點】

用切換式換熱器取代早期石頭蓄冷器后，由于用間壁式連續(xù)換熱代替了蓄冷器的間歇換熱，使溫度場分布較為穩(wěn)定，同時在氣流通道中供水分和CO2凍結(jié)的空間也增大了，使切換周期可以延長，切換損失可由蓄冷器流程的4%下降到2%。采用了環(huán)流法來保證切換式換熱器的不凍結(jié)性，可使空氣和返流污氮氣冷端溫差由蓄冷器流程的3.5℃縮小到2.5℃，這是一種較為完整的不凍結(jié)性的方法，不再需要中抽氣閥箱，CO2吸附器等附加設(shè)備，使流程簡化。采用了體積小、重量輕、流通能力大的切換碟閥取代笨重的強制切換閥，使布置緊湊。配有液空、液氧吸附器除去乙炔等烴類化合物，保證主冷安全運行。加氫制氬等。

【流程缺點】

為了滿足切換式換熱器自清除要求，需要返流污氮氣量較大，一般而言，污氮氣量與總加工空氣量之比不得少于55%，即純氮產(chǎn)量只能達到總加工空氣量的45%，這樣，純氮氣和氧氣產(chǎn)量之比最多只能達到1：1，無法滿足用戶對大量純氮氣需求。為滿足切換式換熱器的不凍結(jié)性要求，冷端要保證有一個最小溫差，空分設(shè)備的啟動要分成四個階段來完成，以避免水分和CO2進入精餾塔內(nèi)，因而啟動操作要十分小心，比較麻煩。有興趣可了解以下：
第一階段

本階段操作任務(wù)：發(fā)揮膨脹機的最大制冷量，集中全部氣量冷卻板式換熱器，以最快的速度將板式冷端冷卻到—60℃以下，度過水分凍結(jié)區(qū)，建立水分自清除工況。

操作要領(lǐng)：縮短切換時間（15秒），使用一臺干燥器，走最短啟動路線，操作上要突出一個快字。

結(jié)束標(biāo)志：冷端正流空氣降到—60℃以下。

本階段操作注意事項：

a. 冷卻過程要間斷打開各部位的吹除閥，以帶走內(nèi)部熱量及機械雜質(zhì)和冷卻過程凝結(jié)的冷凝水；

b. 隨著溫度的降低，要及時調(diào)整空壓機排壓穩(wěn)定；

c. 密切注意膨脹機各部壓力。

第二階段

操作任務(wù)：利用膨脹機后—130℃以前無CO2析出的有利時機，對空分塔進行全面冷卻，將空分塔內(nèi)所有容器管道冷卻到—100℃以下。

結(jié)束標(biāo)志：膨脹機后溫度低于—130℃。

操作要領(lǐng)：操作中要突出一個“均”字，使各部溫度均勻下降，用環(huán)流調(diào)節(jié)機后溫度在—130℃以上。本階段不允許板式冷端溫度高于—60℃以上，在機后溫度低于—130℃無法控制時，轉(zhuǎn)入第三階段。到本階段末切換時間逐漸延長到2分30秒。

本階段操作步驟：

a. 按設(shè)備流程，先進行下塔及冷凝器的冷卻。在下塔溫度不斷降低的情況下，逐步關(guān)小TG—103，逐步開大TG—102及環(huán)流閥，及時調(diào)節(jié)機前溫度。

b. 上塔及氧氮管道的冷卻；

c. 液氧吸附器及液氧泵冷卻。

當(dāng)板式換熱器、上下塔和各部溫度低于—100℃，機后溫度低于—130℃不能控制時，本階段結(jié)束，轉(zhuǎn)入第三階段。

第三階段

操作任務(wù)：改變冷卻路線，集中冷卻板式換熱器，將冷端溫度盡快冷卻至—168℃以下，建立板式CO2自清除工況。

結(jié)束標(biāo)志：冷端溫度冷卻至—168℃以下。

操作要領(lǐng)：集中冷卻板式換熱器，以最短的時間度過CO2凍結(jié)區(qū)。當(dāng)板式冷端溫度降至—150℃時，全開TG—103，全關(guān)環(huán)流，切換時間10秒；當(dāng)板式冷端降至—168℃時，二氧化碳凍結(jié)區(qū)操作結(jié)束。切換時間適當(dāng)延長。

第四階段

操作任務(wù)：發(fā)揮膨脹機最大制冷能力，繼續(xù)冷卻空分塔，使各部達到正常工作溫度，積累液體，調(diào)整純度和產(chǎn)量，建立正常精餾工況。

操作要領(lǐng)：在操作中冷端空氣溫度不允許回升到—165℃以上，膨脹機內(nèi)不允許產(chǎn)生液體，操作中力求一個穩(wěn)字。積液階段要及時投入液化器。當(dāng)下塔液面達50mm時，排放檢查液體是否清潔；當(dāng)下塔液面達到250mm時，送入上塔。當(dāng)上塔液面達到50mm時，排放檢查是否清潔。隨著液面、阻力不斷升高，及時調(diào)整節(jié)流閥開度；當(dāng)上塔液面達到1800mm以上時，利用DX—111、JL—102、103進行調(diào)純。直至正常工況。

事故過程：

由于時間久遠具體的時間已經(jīng)記不清了，大約是在2002年左右六月中，3200空分二號機。在日常點檢過程中，發(fā)現(xiàn)切換閥、氧蝶閥、排水閥室冷箱與基礎(chǔ)連接處上大約有30~40公分高處橫向大約60~70公分的裂縫，有淡藍色液體從中排除。以氧氣含量測定確認為液空 泄露，在事故發(fā)生時，由于距計劃檢修，大約只有一星期多左右，領(lǐng)導(dǎo)決定加強設(shè)備維護，啟動應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，加強人員巡邏，觀察裂縫和泄漏是否有擴大直至按計劃停車處理。

事故發(fā)生當(dāng)天計劃停車。凌晨6：00改變備用儀表氣源。氧氮三通切換閥打至放空側(cè)。

空壓機放空，停主機運行，關(guān)閉空壓機送氣閥，關(guān)閉進空氣裝置的總進口閥。停水泵關(guān)進出口閥，關(guān)空冷塔液面調(diào)節(jié)閥前后截止閥。停膨脹機，關(guān)進出口閥和進氣調(diào)節(jié)閥，噴嘴調(diào)節(jié)閥，停切換機構(gòu)，關(guān)各節(jié)流閥。排放主塔內(nèi)液氧、液空等液體。在這里需要強調(diào)的是這兩臺開空產(chǎn)KDON-3200／3200-3型空分沒有配備液體儲藏設(shè)備。液體排放也是地坑排放法。液體排放后大約7：00通知鉗工打開塔上人孔。當(dāng)塔上人員剛剛干完下撤至主控，突然一聲悶響如下圖冷箱自動閥箱上部開裂保溫材料珠光砂大量噴出，冷箱膨脹變形。隨后扒沙檢修恢復(fù)損壞設(shè)備。又運行2~3年后1號2號空分拆除改造為杭氧生產(chǎn)的KDON-4500/9000分子篩全精餾制氬空分。 

事故分析：

本次事故的發(fā)生原因，就是2號空分裝置液空泄漏到珠光砂中，停車后液體排放完畢。冷箱復(fù)熱殘存液體急劇汽化，發(fā)生沙暴沖破箱體。

事故后閑話事故：

在日常工作中由于冷箱內(nèi)容器管道眾多，理論上任何地方都有可能發(fā)生泄漏，大多制

造商在使用說明書中不會給出泄露后的詳細解決方案，對于液體泄漏，不管是否影響工況，那么你就要盡快的安排停機檢修，如果是大量泄漏，就要立即停機檢修。液體在冷箱中積聚過多事故難以避免。本次事故未演變成為2019年7月19日，河南省三門峽市河南煤氣集團義馬氣化廠C套空氣分離裝置發(fā)生爆炸事故，造成15人死亡、16人重傷這樣的惡性事故有以下幾點幸運之處：

1、空分設(shè)備較小液體泄漏較小發(fā)生沙暴時，物理爆炸膨脹量小除冷箱外對設(shè)備破壞較小。

2、操作工人及時發(fā)現(xiàn)泄漏匯報，因涉及全廠計劃檢修只加強維護未果斷處理。這既是幸運也是不幸。空分冷箱發(fā)生漏液，保溫層珠光砂內(nèi)就會存有大量低溫液體，當(dāng)?shù)蜏匾后w急劇蒸發(fā)時冷箱外殼被撐裂，氣體夾帶珠光砂大量噴出。

3、前文提到停車液體排放，發(fā)生沙暴時液體僅是珠光砂中泄漏量設(shè)備破壞較小，附近又沒有液體儲槽。沒有使事故擴大。

4、停車選在凌晨氣溫較低，液體排放進一步降低附近溫度。鉗工打開人孔降低液體膨脹帶來能量，并在打開人孔后及時撤離。

最后提些相關(guān)：

在一些老設(shè)備當(dāng)中沒有通入冷箱的密封氣體，一些九十年代產(chǎn)的設(shè)備當(dāng)中只有一些基礎(chǔ)溫度等測溫點。通常冷箱密封氣使用的是污氮氣（或純氮氣），冷箱密封氣的入口一般在冷箱底部，入口處有就地壓力表顯示進冷箱的密封氣壓力，冷箱中部和頂部一般不設(shè)置密封氣壓力表。在筆者操作的設(shè)備有時頂部還有可能出現(xiàn)負壓，人孔封閉不嚴(yán)，長期會將空氣中的水分吸入并和珠光砂結(jié)成冰塊，降低保溫效果，扒砂時造成冰塊結(jié)塊過大珠光砂無法下落，處理后將管道砸變形或斷裂。這事故其他時間另行討論。