分子篩吸附器進水故障的分析與處理

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1、萊蕪鋼鐵公司動力部6000m3／h空分設備是1989年9月自日本酸素公司引進并投產的，該設備采用分子篩常溫吸附、氮氣增壓透平膨脹機流程，分餾塔采用篩板塔，加氫制氬。該設備投產后生產運行穩(wěn)定。隨著設備運行時間的延長，部分部件出現(xiàn)老化損壞，尤其在2000年7月空壓機中間冷卻器換熱不好(翅片損壞)，空壓機出口溫度高達103℃，比設計溫度(78℃)高出25℃。另外，氮水預冷所用的冷卻水水質差，導致空冷塔下部三塊塔板結垢，引起分子篩吸附器進水。1故障現(xiàn)象???2000年7月22日夜班，值班人員發(fā)現(xiàn)空壓機出現(xiàn)少量放空，放空閥FCV-201頻繁打開，同時出

2、現(xiàn)空冷塔液位LICA-201低報警c經現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)LICA-201液位指示波動很大，打開空氣進分子篩吸附器前排放閥(A029)，發(fā)現(xiàn)有大量的水連續(xù)排出，確認分子篩吸附器已進水：立即緊急停車處理，然后排出分子篩吸附器下部殘余水分，同時將情況匯報車間。車間接到通知后，立即組織有關人員到現(xiàn)場檢查處理。首先確認空冷塔液位指示靈敏、準確，同時根據微機記錄的空壓機排氣壓力PIC—101和分子篩吸附器出口壓力歷史趨勢圖，顯示兩個壓力的差值高達65kPa(正常37kPa)。鑒于此情況，決定對空冷塔進行解體檢查。經檢查發(fā)現(xiàn)空冷塔最下部一塊塔板有三分之一的面積

3、被水垢堵塞，其上部兩塊塔板也均結有厚約1mm的水垢，其塔板篩孔(φ12mm)被堵約三分之一，其余塔板均無結垢堵塞現(xiàn)象，除霧層未見異常2故障原因2．1分子篩吸附器進水的原因分析???通過檢查，并將塔板上清理下的堵塞物進行化驗，確認堵塞物80％是碳酸鹽；這樣，分子篩吸附器進水的原因就比較明確了：由于空冷塔下部三塊塔板被堵塞后，一方面空壓機進空冷塔氣量減少，使放空閥FCV-201頻繁打開；另一方面因該塔板流通不暢，使這三塊塔板上的水流不下來，造成空冷塔液位LICA-201波動很大'空冷塔的總冷卻水量為35t／h，這些水很快在塔板上積聚形成液懸，使大

4、量的水被帶出空冷塔進入分子篩吸附器。2．2塔板結垢的機理分析2．2．1空壓機、氮水預冷系統(tǒng)流程簡介???空氣在過濾室內經過兩級過濾，通過空壓機進行三級壓縮，在空冷塔被洗滌卻后進入分子篩吸附器?？绽渌胁坷鋮s水量設計為15t，用水泵加壓提供；上部用水為經冷凍機出來的7～8℃的冷凍水和水冷塔提供的冷卻水，其水量為14t／h(后加大至20t／h)，水溫9℃。2．2．2結垢分析???氮水預冷系統(tǒng)自投運后，因原裝冷凍機制冷量小，不能將30℃的循環(huán)水冷卻到7～8℃，難以保證夏季分子篩吸附的要求：因此，早在90年代就將循環(huán)水泵和冷凍機的用水改為原水(深井水

5、)，該水在夏季的最高溫度也不超過20℃，能夠確保空氣進分子篩吸附器的溫度在9~11℃的范圍內，改造后一直安全運行了近10年：其缺點是該水沒加阻垢劑進行處理：隨著空壓機運行時間的延長，兩只中間冷卻器被灰塵堵塞，由于多次清洗，部分翅片脫落損壞，導致空壓機的末級排氣溫度越來越高。因故障停車前已達103℃，這么高的氣溫與空冷塔下部的水進行換熱，就使水溫高達60℃。由于原水中Ca++、Mg++離子含量較高，導致Ca++、Mg++以碳酸鹽的形式在空冷塔下部三塊塔板上析出，逐漸增多并堵塞塔板。3分子篩吸附器進水后的處理???因發(fā)現(xiàn)及時，處理得當，分子篩吸附

6、器進水量相對較少，停車后排出的水量不多，說明分子篩沒有全部被水浸泡，但分子篩吸附器出口加工空氣中二氧化碳含量已超出測量范圍，故決定按以下方法進行處理：???(1)對進水的分子篩吸附器進行單體再生，將再生溫度由150～160℃提高至190~200℃，經過11個小時的單體再生，2號分子篩吸附器共再生兩次，其冷吹峰值溫度由起初的50℃提高到90℃。???(2)為減少中斷供氧時間，故2號分子篩吸附器的處理在空分設備開車后繼續(xù)進行。當空分設備正常運行后，2號分子篩吸附器吸附已達3．5小時(正常4小時)。在操作上繼續(xù)保持分子吸附器較高的再生溫度，適當縮短

7、1號分子篩吸附器的冷吹時間15~20min，縮短分子篩吸附器的均壓時間10min，以減少2號分子篩吸附器的工作時間，同時適當延長2號分子篩吸附器的加熱時間。經過8天操作，2號分子篩吸附器達到正常的工作要求。4防止類似故障的措施???為防止類似故障的發(fā)生，必須認真觀察記錄空冷塔的阻力變化，發(fā)現(xiàn)異常須及時停車，檢查空冷塔。為防止空冷塔塔板結垢，一要對冷卻水進行加藥處理，二要消除設備的缺陷，使其參數(shù)不嚴重偏離正常值。???針對空分設備的具體情況，于2001年3月將冷凍機更換為新型的冷凍機，可將30℃的冷卻水冷卻至8℃。2001年6月更換了空壓機的兩

8、只冷卻器芯子，更換后空壓機末級排氣溫度下降到86℃。通過這些措施的實施，未再出現(xiàn)空冷塔帶水現(xiàn)象。