兖州煤业榆林能化甲醇厂1期60万t/a甲醇项目配套空分选用杭氧设计制造的2套KDON-42500/22700型空分制氧设备,配套陕鼓生产的空气压缩机,汽轮机选用杭汽生产的全凝式汽轮机。空分采用氮水预冷、分子筛吸附净化、增压透平膨胀制冷、空气增压循环的液氧内压缩、全精馏无氢制氩流程。工程于2006年6月中旬开始土建施工,2008年9月调试结束。试运行1年后,由于冷箱内泄漏,导致基础温度偏低、仪表指示不准、珠光砂外泄等不安全因素。为确保空分装置的安全、稳定运行,A/B 2套空分装置分别于
A套冷箱扒砂前存在的问题
(1)液氧泵东侧冷箱与大冷箱连接处冷箱板出现裂缝,氧泵回流阀处冷箱板出现裂纹,珠光砂泄漏并冒冷气,气体氧含量大于40%(这是A套空分扒砂的主要原因)。
(2)
(3) 粗氩Ⅱ塔液空蒸汽PTA4709压力测点在系统运行过程中显示为0,仪表人员将取压管在冷箱壁上的根部阀打开后也没有气流,而且在冷箱外面东侧结有
B套冷箱扒砂前存在的问题
(1)
(2)粗氩冷凝器液空液位LICB4701存在异常,怀疑液位导压管存在漏点。
(3)上、下塔阻力存在异常,怀疑导压管有堵塞现象和阻力取压管存在漏点。
(4)主冷液位LIASB42显示异常,更换到压力取压点,怀疑导压管有堵塞现象。
(5) 主冷液氧氧化亚氮分析点AIB49,导压管堵塞不通。
A套冷箱扒砂后检查情况
(1)冷箱内5处仪表管断裂:下塔液空液位LTA41负压管根部断裂;冷箱4层主冷附近液氧分析AE41 仪表管根部断裂;冷箱东侧6层附近粗氩Ⅱ塔液空蒸汽PTA4709取压管根部断裂;冷箱东侧6层附近粗氩Ⅱ塔粗氩气分析口AEA 4704 取压管断裂;冷箱东侧6层附近粗氩Ⅱ塔粗氩气分析口AEA 4711根部断裂。
(2)部分仪表保护架变形、脱落、断裂:主冷附近仪表保护架脱落、变形;粗氩Ⅱ塔仪表保护架脱落;过冷器支架附近仪表管保护架未焊实而脱落、断裂;粗氩Ⅱ塔仪表保护架脱落;高压液氧泵进、出口管道穿过附近冷箱板出现裂缝。
B套冷箱扒砂后检查情况
(1)冷箱内4处仪表管断裂:粗氩冷凝器液空液位LICB4701下液位管断裂;主冷液氧分析口AIB49分析口断裂(主冷西南侧);主冷液位LIASB42负压管断裂(主冷西南侧);下塔阻力上阀仪表管根部裂纹(主冷西南侧)。
(2)部分仪表保护架变形、脱落、断裂:下塔液位负压管仪表保护架断开;粗氩Ⅱ塔顶部2个仪表保护架变形;液氮Φ
(3)冷箱西侧主冷附近工艺管管卡松开:压力氮进精氩蒸发器N2-701-D90X4-PN1.0-AL管线水平管架螺母脱落;精氩塔排液管抱箍螺母脱落 。
冷箱内泄漏原因分析
(1)氧泵、氩泵的液体进、出口管道及冷工艺管线与冷箱板距离太近,且密封不严,使冷量传至碳钢的冷箱板或有密封冷气漏出,导致碳钢板冷脆冻裂。
(2)B套粗氩冷凝器下液位铜管的断裂发生在冷箱壁引出点,有别于其他泄漏点,判断原因是冷箱内的仪表管补偿不足。
(3)仪表管基本上都从根部(焊接点后1~2 cm)撕裂,说明此处受力大,补偿不够;引压管的布置和走向为水平方向,且有5°爬坡,跨距较大(多为3~5 m,甚至更长),造成引压管承受珠光砂沉降引起的受力长度过大。而设备主体在冷态收缩时达
(4)碳钢、角钢的仪表保护架跨距较长,达5~6 m,在珠光砂沉降时弯曲受力,且不能承受低温,在拼焊处或断裂,或母材在弯矩最大处脆性断裂。
(5)碳钢、角钢的铰链部分设计不可靠,多处与之连接的预焊件(焊在设备上)弯曲变形,且铰链螺栓松动、脱落,造成铰链装置失效;同时角钢下沉,压迫引压管根部,加重根部的受力。
(6)仪表保护架点焊多,搭接不合理,焊接质量不高,导致保护架脱落,进而影响仪表管。仪表保护架、角钢选材问题,从冷箱内运行环境来看,如选用不锈钢材质会更安全可靠。
整改措施
(1)对高压氧泵、液氩泵附近冻裂的冷箱板裂缝进行重新补焊;工艺管线穿冷箱板处,将冷箱板开孔放大,并焊接
(2)冷箱内塔体上离冷箱较远的仪表管沿塔壁引出,引出路径可利用工艺管线或者工艺管管架作为掩体,在离冷箱壁最近地方引出,并在该处设置倒“U”形补偿弯,可完全避免长悬臂保护架的使用。
(3)仪表管根部保护:将
(4)针对冷箱内冷仪表管架大量脱落、变形、断裂的现象,进行全面检查、整改,包括检查未变形保护架的焊缝,要求满焊、焊透,保证焊接质量。
经过3个月的检修整改,重新开车后2套空分装置运行正常。