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林德制氧机冷状态下的快速启动方法点击：1633 日期：[ 2014-04-26 21:35:41 ] |
| 林德35000 m3/h制氧机冷状态下的快速启动方法 蔡红君 （本溪钢铁集团有限责任公司氧气厂，辽宁本溪117021） 【摘要】介绍了本钢氧气厂引进林德产的两台35000 m3/h制氧机的流程特点，分析了目前冷状态下启动时间长的种种原因，提出了缩短启动时间的几种方法。 【关键词】空分设备；冷状态；快速启动；联锁条件；临时停车操作法 【中图分类号】TB6【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2007)03-0033-02 1·前言 我厂引进的两台35000 m3/h制氧机由林德公司设计成套，该机组为分子筛吸附、增压膨胀、全精馏无氢制氩的内压缩流程，DCS集散型控制。投产以来，由于电网等故障多次造成停车，停车后需要立即查明原因恢复生产。因此探讨冷状态下缩短空分复产时间，在生产中更有实际意义。 2·流程简介 空气经空压机压缩至0.45 MPa，在空冷塔冷却至<15℃，进入分子筛吸附器,净除水分、二氧化碳及碳氢化合物，然后一部分直接进入冷箱，在主换热器中冷却后进入下塔,另一部分进入增压机进一步压缩,在增压机二级出口抽出部分气体(压力为2.2MPa)进入增压膨胀机的增压端，增压至（3.3 MPa）后进主换热器换热后，在主换热器中部抽出进入增压膨胀机，膨胀后空气进下塔。增压机末级出口空气（5.8 MPa）在主换热器内与液氧换热后经节流阀节流后进入下塔。在主冷底部抽取35 000 m3/h液氧经液氧泵加压至（2.5 MPa）后在高压换热器内复热并作为高压氧产品送出。从上塔顶部引出50 000m3/h纯氮气，经主换热器换热后作为低压氮产品送入氮压机。氩馏份由上塔抽出后进入粗氩I塔底部，经与来自粗氩Ⅱ塔的回流液粗氩换热后，将粗氩中的大部分氧组份冷凝后经粗氩泵（P4565）循环回上塔底部，在粗氩塔顶部得到含氧小于1×10-6,含氮小于0.25%的粗氩气，进入精氩塔进一步分离氮，直至获得含氧小于1×10-6，含氮小于2×10-6的高纯氩。粗氩塔和精氩塔冷凝器冷源采用下塔液空。液氧、液氮、液氩产品分别送入2 000 m3液氧、2 000 m3液氮、1 000 m3液氩储罐。精液氩经外送泵加压至2.6 MPa可以在水浴式汽化器汽化，也可以在换热器内液氩通道中复热，然后送入氩管网。 3·冷状态启动时间长的原因 （1）采用DCS控制：为了保证空分设备的安全运行，在组态中设置了一些联锁条件，只有条件满足后，才能进行下一步操作。空压机启动后为了避免空气进入下塔过快造成主冷液体迅速蒸发而上塔超压，本装置在冷箱联锁条件中用入塔空气差压PDI2614（下塔顶部压力与冷箱入口空气压力之差）小于20 kPa作为冷箱启动的一个必要条件，只有这个条件满足了，空气进冷箱总阀HIC2615才能打开，这种联锁的设计保护了空压机的平稳运行和冷箱内的精馏免受损坏，非常必要。 膨胀机、液氧内压缩流程泵、粗液氩流程泵启动的必要条件是冷箱联锁必须投入，这就造成具备冷箱联锁条件的等待时间过长，膨胀机、液体泵等设备无法及时启动，正常的精馏工况建立缓慢，填料塔的快速启动优势没有最大限度地得到发挥，使启动时间过长。 （2）HIC2615打开后到具备冷箱联锁条件这段时间内，膨胀机一直没有启动，此时空分的冷量损失主要靠消耗塔内的液体来维持。即使膨胀机启动后，由于主换热器中部温度高于正常值，膨胀机也不能全量运行，因此在冷启动过程中总显得冷量不足，主冷液位降低很快，不得不用减少液氧和利用粗氩I塔底部液位的办法来补充塔内的液体消耗，延缓了启动的时间。 （3）另外粗氩塔一般是在主冷液氧纯度合格后才投入运行的，粗氩泵出口液体经粗氩塔底部液位调节阀HV4520送入上塔氩馏份抽口处。空分临时停车后，粗氩塔上的液体全部流入粗氩塔底部，其主要成份是粗液氩，因此HV4520开度很难掌握。开得小，主冷得不到足够的液体补充，主冷液位降低很快；开得大，富含氩气的液体进入上塔后对液氧的纯度影响很大。实际操作中由于受粗氩塔底部液体的影响，经常会发生主冷液氧纯度迅速降低而不得不中断供氧的现象使操作出现反复，从而延长了启动时间。 4·缩短冷启动时间的操作方法 4.1改变空气入冷箱差压PDI2614的设定值 （1）将中压塔与低压塔连通的阀门保持一定开度； （2）降低空压机的出口压力，使出空冷塔空气压力稍大于0.4 MPa； （3）保持空压机的气量稳定。 上述方法的目的都是为了缩小差压，尽快满足冷箱联锁的启动条件。空气入冷箱差压的大小由两部分组成，一部分是入冷箱空气通过主换热器进入下塔的阻力；另一部分是空气超出正常流速而产生的流动阻力。显然差压越大，流速越高，阻力越大。通过对运行参数的观察发现，即使在正常运行时，差压也在26kPa左右，说明主换热器的运行阻力是26 kPa，因此将PDI2614的联锁条件定为20 kPa是不合理的，在实际运行中将其改为35 kPa，这样做的好处是：①满足正常阻力要求；②避免气体流速过快造成主冷及下塔损坏；③大大缩短了冷箱联锁的投入时间。 4.2迅速启动液氧流程泵 冷状态下停车时，主冷及下塔存有大量液体，HV2615打开后主冷就开始工作了，空气在下塔顶部冷凝为大量液体作为下塔的回流液，因此在HV2615打开后只要主冷液位高于正常值，就应尽快预冷液氧流程泵。这样做的好处是：①当冷箱联锁具备启动条件时，泵的预冷温度早已达到立即启动液氧泵，泵的启动时间至少可以提前30 min；②流程泵启动后产品的送出有利于主换热器中部温度快速降至正常值，可以使膨胀量和入塔空气量迅速达到正常流量值，快速建立正常精馏工况。 4.3掌握粗氩泵的启动时机 在冷箱联锁条件具备后就应及时启动粗氩泵，这样操作基于以下两个原因：①粗氩塔底部的大量液体可以返回到主冷内，主冷蒸发的液体可以及时得到补充；②在主冷液氧纯度还未合格时，富含氧气液体进入上塔，减少了液氧纯度合格后又降低的几率，同时也容易操作。 在送氧前就启动粗氩泵，虽然使主冷液氧纯度达到合格的时间稍微延长，但是由于此时液氧纯度低、主冷温差大、主冷热负荷大、冷凝蒸发过程剧烈，短时间内主冷液氧纯度就会重新达到正常值，况且此时空气还没有全部进入参与精馏，此后再经粗氩塔精馏后流回粗氩塔底部的氩馏分回流液含氧量较高。即使HV4520开大，对主冷液氧纯度不会造成影响，再送氧就不会出现纯度反复，可以根据氧纯度逐渐提高氧产量至正常值。 4.4及时投运粗氩塔和精氩塔 在氧纯度达到99%时，氩馏分的含氮量已经达到氩系统的允许范围，此时开始投粗氩塔既有利于主塔正常工况建立，又可以缩短粗氩塔的启动时间。 投精氩塔的时机是根据粗氩塔顶部氩气含氧量AI4132的大小而决定的，因此初期积累的粗液氩含氮不合格需排放掉，所以当AI4132达到2×10-6时，就开始投精氩塔。开始时让精氩塔底部精液氩液位LIC4122的设定值尽量降低，以加快置换不合格液氩，当AI4132小于1×10-6后，粗氩气中的含氮量会逐渐随之降低，缩短了粗氩含氮合格的等待时间，相比在粗氩塔顶部氩气含氧量合格后再投精氩塔可以缩短启动时间2～3 h。 5·结论 通过上述操作方法的运用在空分停车36 h后再启动时，正常送氧时间可以由原来的4～5 h缩短到3~3.5 h，临时停车再启动的送氧时间还会缩短，其节能和迅速恢复生产的效益非常明显。 作者简介：蔡红君（1967-），男，1990年毕业于本溪冶金专科学校，工程师，现从事氧气厂生产管理工作。 |
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