1^#6000Nm³/h制氧机启动、成功预防板式换热器过冷及膨胀机带液的操作实践

史正茂

我厂的KDONAR-6500/6600/23BY型空分设备是在KDONAR-6000/6600IV型空分设备的基础上改造而成。采用全低压切换式换热器流程，上塔采用规整填料和筛板的组合塔，并加高了近二十米，制氩系统采用先进的全精馏制氩工艺。自2000年元月改造成功以来，每次启动到第四阶段(积液阶段)都不同程度的出现板式过冷和积膨胀机带液现象。严重时被迫中止启动，靠自然复热后再启动，给生产造成很大被动。

现象原因分析：

设备启动运行到积液阶段，为了加速液体的积累，需要发挥膨胀机的最大制冷潜力，三台膨胀机全量运行。为了不使膨胀机机后温度过低，采用加大环流的办法来提高机前温度，但随着环流量的加大，环流温度越来越低，切换式换热器冷端也越来越冷，膨胀机前温度已无法提高，最后失去调节手段，造成板式过冷、机后带液。分析造成这种情况的原因有以下几个方面：

1、设备改造后，下塔高度没有改变，而上塔加高了近二十米，冷损和热容量同时增加，特别是提馏段的加高，至使其积液前预冷不彻底。如果部分液体进入上塔提馏段，因其温度还很高将全部汽化。虽然也会将一部分冷量转移给上塔，但是，蒸发的蒸气离开上塔后又通过气化器，而低温气体在气化器中的温升是有限的(例如从-189℃复制到-175℃)，因此，它在液化器中所能产生的液空量不到原来的10%，也就是说只有少量的冷量又通过液化器才转移到塔内，余下的大部分冷量将转移给切换式换热器，从而造成切换式换热器过冷，中部温度下降，热端温差扩大；

2、在积液前，主冷没有预冷透，从而造成积液阶段无法将冷量转移到塔内，而切换式换热器却显得冷量过剩，造成板式过冷。以上两种原因造成板式过冷和机后带液一般发生在积液的初期阶段(主冷液位1000mm以下)。

3、在积液前没有对环流量进行适当限制；致使在积液前的调整空间变小，不能使机前温度较长时间保持在较高点，造成机后温度低于-188.5℃，出现液体。

4、当主冷液面上升到1000mm以上时，没有根据冷端温度及时开启氮-1阀(下塔液体回流阀)促进下塔建精馏工况，从而增加板式换热器的正流空气量，不使板式过冷。

采取措施：

1、在积液前适当控制环流量，在积液前环流(中部)温度不要低于-50℃。

2、积液前，彻底预冷上塔提馏段及主冷，保证主冷通道内气体畅通。

3、当主冷液面上升到1000mm时，渐开氮-1阀，建立下塔精馏工况，增加板式换热器正流空气量。

4、在积液前阶段后期，适时开大氩系统所有吹除阀，减少返流冷空气量，使切换式换热器温度保持在正常范围。

具体操作：

在设备启动的第二阶段，环流的冷却尽量放在最后，在第二阶段结束时，环流温度(中部)不要低于-50℃，这个阶段是在可逆式换热器的冷端温度(-60℃)不回升的前提下，冷却精馏塔及其它设备。让塔内设备尽可能地冷却，当透平膨胀机出口温度达-135℃时本阶段结束，第二阶段结束时，膨胀空气入上塔温度为-121℃，氧气进板式温度-116℃，污氮进板式-117℃，此时主塔温度大约-110℃，膨胀机进口-90℃，出口-135℃，中部温度保持在-60℃左右。

设备启动进入第四阶段，一开始，要全开液氮调节阀(调-1)和上塔吹除阀，以便从主冷中通道和低压侧导出热量，把主冷冷透。当精馏塔及其它设备温度达-165℃左右时，开空-3，关氮-6，进入积液阶段。此时切换式换热器的温度已趋正常，膨胀机的制冷量除弥补冷损外，其余部分应转移至塔内，用来积累液体。它的冷量回收是靠液化器来进行的。进入积液阶段大约四个小时，出现液空，预冷空吸并投运，大约八个小时出现液氧。在主冷出现液氧后，应设法减少液体的蒸发。例如适当关小氧流量，提高上塔压力，提高液氮液氧纯度，缩小主冷温差。在主冷液面上升至1000mm以前，渐开调-7、调-8阀，控制机后温度不低于-188.5℃，板式冷端不低于-176℃，渐关空-2环流量增大。当主冷液面上升至1000mm时，渐开氮-1阀，可增加板式正流空气量，避免板式过冷。渐开调-1阀可起到相同的效果，但必须注意上塔压力，适时开大氮-5阀，避免上塔超压，膨胀机后超压。在板式冷端温度低于-178℃时，适当开大氩系统所有吹除阀，减少板式返流的冷空气量，这样板式就不会过冷，中部温度就不会下降，机后温度也不会低于-188.5℃(液化点)。同时也冷却了氩塔。

在液氧面上升到2000mm时，可预冷氧吸、氧泵，渐开空-4，同时在主冷LO2面升至2600mm，可全开V702，渐开V701，积累氩塔冷凝器液位，此时可作膨胀机减量操作，渐开空-4渐关空-3，只剩一台膨胀机时，可全关空-2，膨胀机进气大部分走环流。此时正常精馏工况建立，启动结束。

以上是2002年1月23日和11月30日两次启动操作的总结，这两次启动过程顺利，均没有出现板式过冷和机后带液，如有不足不处请指正。