*故障處理* 20000m3/h空分設備主冷卻器泄漏分析及處理鐘曉龍1，陳剛2（1.杭州杭氧股份有限公司石化裝備部，杭州市東新路388號310004；2.南京揚子石化比歐西氣體有限責任公司，南京市大廠區210048）脹空氣通道，并產生冰堵，使其泄漏，產品氮的純度由2x10―62下降到147x10―62.通過對空分設備的流程和冷卻器結構的分析，正確判斷了泄漏情況；在此基礎上對冷卻器進行了修復，空分設備產品氮純度達到了設計值。
　　計、制造工藝的技術工作，現為杭州杭氧股份有限公司石化裝備部技術科長。
　　南京揚子石化比歐西氣體有限責任公司c套20000m3/h空分設備1998年由PRAXAIR公司成套供貨，采用內壓縮流程，其中主冷卻器組流道采用高、低壓混合布置。建成投產以來一直運行正常。
　　1故障經過簡述2004年6月24日約13 30，由于空壓機主控電氣柜一空氣開關跳閘而導致空分設備停車。電氣人員進行相關檢查并更換空氣開關后，于15：20左右重新開車。夜里值班人員發現主冷卻器組低壓空氣（A）流道運行阻力達1MPa，即判斷為增壓機后冷器發生泄漏，冷卻水進入A流道，導致冰堵。于是，從6月29日至7月1日對主冷卻器組進行局部加溫吹掃，合格后重新開車。發現下塔壓差大，水分已進入下塔，說明上次加溫不徹底。遂于7月表1主冷卻器組流道排列2日開始進行大加溫。5日凌晨重新開車，發現氮氣產品不合格，從上塔出來的氮氣產品純度為2x10-62，而經過主冷卻器組換熱后達到了147x10-62，表明主冷卻器組有漏點。
　　C套空分設備的主冷卻器組由6臺冷卻器組成，分成南北各3臺的兩排。經過排查發現南側中間的1臺冷卻器有泄漏。將故障冷卻器的氮氣出口管從管網中切出放空后，產品氮氣純度達到了要求。但是，這樣處理后，有1/6的產品氮氣被放空，損失很大。經過了充分的分析論證后，于2005年4月下旬對故障冷卻器實施了修復。
　　2泄漏情況的分析及判斷6臺鋁制板翅式冷卻器單元組裝如所示，其結構特點是：冷卻器的工作壓力高，各流道工作壓差大：A流道2.586MPa、B流道5.513MPa、C和D流道0.759MPa、E流道3.79MPa；且封頭位置的布置緊湊，接管、封頭的壁厚大，給修理造成一定的難度。
　　主冷卻器組流道排列見表1，流道排列按表1布置重復7次。可見，所有流道均與D流道相鄰，即假如A、B、C、E流道與D流道存在互漏，都會不同程度地導致D流道氮氣純度的下降。
　　20000m3/h空分設備部分流程如所示。增壓機后冷卻器泄漏導致冷卻水進入A流道，產生冰堵，使通道泄漏。加溫吹掃后發現流道互漏，經過D流道的氮氣純度從2x10-62下降到147x10-602，而其他流道指標正常，基本可以判定是D流道與其他流道有互漏。
　　但為了確定D流道與哪一個流道存在互漏，在后面的修復工作時，首先進行了互漏流道的檢查工作，檢查結果也證明只有A、D流道互漏。
　　針對A流道泄漏至D流道的空氣量進行了估算，并且對泄漏點做了假設計算，以便對下一步的修復工作給予指導；并對泄漏位置進行了分析。
　　2.1泄漏空氣量估算空分設備運行時的氮氣流量Qn2=46059m3/h，則泄漏到氮氣流道的氧氣量Q2：假設只有低壓空氣（A）流道的空氣泄漏到氮氣（D）流道，泄漏的空氣量0.是：也就是A、D流道的互漏導致A流道有32.24m3/h的空氣量漏到D流道，從而，使得氮氣純度降至147x 2.2泄漏點大小估算眾所周知，發生冰凍破壞應在冷卻器的0°C區域。首先假設泄漏點是1個小孔（如所示），進而來計算其直徑。已知A流道的工作壓力Pa= 2.586MPa，D流道的工作壓力PD=0.759MPa，且查得2―2斷面處空氣密度P=9.746g/m3.針對圖示1一1、2―2斷面，可以列出氣流的伯努利方來自除塵器那么，貝IJ，小孔的直徑：小孔的面積= -斷面處的壓力，Pi -1一1斷面處的氣流速度，Vi一氣體流經小孔時的壓力損失，因泄漏點發生在約1mm多的隔板上，估算時忽略。
　　因而，。
　　由于增壓機后冷卻器泄漏，干燥空氣夾帶著冷卻水進入了約30m高處的主冷卻器組的低壓空氣（A）流道進口。空氣夾帶著水呈霧狀在管道中流動，進入封頭后，體積擴大，流速降低，夾帶在空氣里的水從空氣里分離出來。
　　（1）正對著管口的冷卻器導流口區域因流路較短，分離不充分的半霧狀空氣進入導流口，流動至0°C區域時積霜，減少了流通面積，增大了流動阻空氣向封頭兩端流動時，因流路變長，流動至41、107層導流口區域時，夾帶水從空氣里分離出來，流入41、107層導流口，流動至0°C區域積冰，造成冰堵，破壞隔板。不但減少了流通面積，增大了流動阻力，且在加溫吹掃后，冰融化，露出破壞點，造成泄漏。
　　通過41、107層導流口區域再向封頭兩端流動的空氣，因夾帶水已經從空氣里分離出去，故不會對這部分流道層造成損傷。
　　經過分析后認為，主冷卻器組內部必定還存在其它因冰堵而造成的隔板變形，只是未頂破而已，將會對產品的使用壽命造成一定的影響。
　　3檢查修復31互漏流道的檢查確定互漏流道時，充分利用了空分設備上的閥門，并加部分盲板，以最大限度地減少現場工作量，通過分別對A、B、E流道充壓來檢查D流道的泄漏情況。
　　首先，將故障冷卻器D流道的進口管道割開，加上盲板，出口端關閉了原來被用來放空受污染氮氣而設置的放空閥。然后，通過DCS控制系統分別關閉相應流道的閥門，并通過相應的放空、排液或旁通閥分別對A、B、E流道充壓，用U型管來檢查D流道的泄漏情況。
　　經過上述步驟的檢查，確認了低壓空氣（A）和氮氣（D）流道之間有泄漏。
　　3.2泄漏層的判定及修復明確了A、D流道互漏后，切割下D流道的封頭，用涂肥皂水的方法檢查發生泄漏的層，并進行修復。
　　4結束語由于前期技術準備工作做得比較充分，使得后面的修復工作進行得比較順利，取得了滿意的效果。開車后，氮氣的純度指標達到了設計要求。

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