张砷钇
（河南龙宇煤化工有限公司，河南 永城476600）
［摘 要］化工装置的平稳高效运行，不仅需要生产中的优化操作和严格的工艺管理，而且需要在装置长期停车期间或无法预期停车期限期间做好装置区内设备的维护保养。以2022年7月河南龙宇煤化工有限公司因生产经营模式调整与安排（据当时的化工产品市场行情）决定长停一期空分装置为例，基于对空分装置长停期间设备故障的预先分析与分类，龙宇煤化对一期空分装置之空压机组、膨胀机、低温泵等动设备及其附属管线以及关键设备/部位等采取了一系列有针对性的维护保养措施，之后使长停11个月之久的一期空分装置一次性重启成功并实现高负荷稳定运行，可为业内空分装置长期停车期间的设备维护保养提供一些参考与借鉴。
［关键词］空分装置；长期停车；设备故障预先分析与分类；维护保养；充氮（氩）保护；效果验证
［中图分类号］TB657.7 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）04-0001-04
0 引 言
现代化工产业往往采用产业链、集成化生产模式，生产装置连续化、集群化，产品种类多元化，各生产装置与上下游装置（或产品）联系密切，这样的生产模式下对各装置生产稳定性的要求十分严格，若中间装置出现故障停车等会打断整条生产链的运行，造成上下游装置不得不同步停车［1］；与此同时，化工产品市场行情也是不断变化的，市场行情的变化也会影响化工企业的生产经营模式，如对某些产品装置或生产流程进行开停车控制、短停检修或长期停车备机等，以控制生产经营成本、获取最大效益。但近年来化工行业中频繁出现部分生产装置长期停车后重启时出现异常状况、开车失败、再次停车检修的现象［2］。因此，对于化工装置而言，其平稳高效运行不仅需要运行期间的优化操作和严格的工艺管理，而且需要在装置长期停车期间或无法预期停车期限期间做好装置区内设备的维护保养，有效保障设备性能的完好性，降低设备因长期停运出现的故障，这也是关键一环。
1 空分装置简况
河南龙宇煤化工有限公司（简称龙宇煤化）有2条生产链，分别为500 kt/a甲醇生产链和400 kt/a醋酸生产链，后续带有2套200 kt/a乙二醇装置。一期空分装置为500 kt/a甲醇项目的配套装置，其设计产能为53 000 m3/h氧气（标态，下同）、81 000 m3/h氮气［3］，主要产品有高压氧气、高压氮气、低压氮气、低压氧气、液氧、液氮和液氩，其任务是为煤气化装置以及甲醇项目提供高压氧气、高/低压氮气。一期空分装置的主工艺流程由中国五环工程有限公司和开封空分集团有限公司设计，采用内压缩流程，2006年试车投产；主空压机和增压机由德国曼透平公司设计制造，主空压机和增压机共用1台西门子汽轮机驱动；低温泵采用法国CRYOSTAR生产的产品，分子筛吸附器采用卧式结构。2022年7月，一期空分装置停车检修完毕后，基于当时的化工产品市场行情，决定暂停一期空分装置的重启计划，装置进入长达数月的停车备机状态。
空分行业中，出现过因装置长时间停车而维护保养不当造成无法正常重启的情况，包括压缩机组启机振动大而无法正常运行、分子筛吸附器吸附效果差甚至失效、冷箱开车时内部泄漏而需扒砂、冷箱内部管道堵塞而需停车反吹、管道锈蚀穿孔等各类异常故障；同时，因空分装置停车时间较长，部分动设备和静设备内部可能受损，启机时出现较多故障，增加了空分装置重启时的故障率，导致开车不顺畅甚至开车失败，不仅造成重复检修，还造成开车时间推迟，对生产经营等造成巨大影响，企业经济损失巨大。此次龙宇煤化一期空分装置进入长期停车备用状态，时间跨度长、季节跨度大，如何对长期停车的空分装置设备进行维护保养，保障设备性能完好，具备一次性重启成功的条件，是停车期间设备维护的重中之重。为此，龙宇煤化根据一期空分装置的实际情况，对装置长期停车期间设备及管线等采取了一系列有针对性的维护保养措施，使长停11个月之久的空分装置一次性重启成功并实现高负荷稳定运行。以下对有关情况作一总结。
2 空分装置长停期间设备故障预先分析与分类
2.1 设备故障预先分析
一期空分装置共有31台动设备、54台静设备，其中压力容器有19台；空分装置界区内压力管道有3.1 km，管道压力跨度较大——从负压至9.1 MPa，界区内介质较多，包括高/低压蒸汽、高/低压氮气、氧气、循环水、冷冻水、冷凝液等，介质种类较多、危险性较大。空分装置界区内的关键设备若有损坏，会导致空分装置无法正常开车，造成巨大的经济损失。为此，据生产中设备的重要程度及出现故障后开车时产生的危害性进行预先分析，结合业内出现过的实际案例，首先对设备进行分类，然后针对不同类型设备开展有针对性的维护保养。
2.2 主要设备分类
2.2.1 机组及低温泵
一期空分装置中多采用国外进口设备，如空压机组、冷凝液泵、ACD膨胀机、CRYOSTAR低温泵等，整套压缩机组及其附属设施总价值1亿多元，设备价值高昂［4］，此类设备内部零部件均为国外进口，采购周期长、费用高，若有损坏，会导致空分装置不具备开车运行条件，大大延长空分装置的开车时间，造成巨大经济损失。
2.2.2 分子筛吸附器
分子筛吸附器内的分子筛和氧化铝为空气吸附过程中重要的吸附剂，分子筛吸附器罐体直径约4.6 m、总高约18 m，单台分子筛吸附器内设计装填氧化铝14.2 t、分子筛61.3 t，单台分子筛吸附器更换1次分子筛和氧化铝的费用约200万元，如出现分子筛保护失效，会大大降低分子筛的吸附、再生能力，缩短分子筛的使用寿命甚至会出现无法使用的情况［5］。
2.2.3 湿度较大的管道
对与循环水、冷冻水相连的管道、设备来说，内部不可避免会因阀门内漏、无法有效隔离等而造成内部湿度较大，空分装置长时间停车会导致这类碳钢管道内出现大量锈蚀现象，而空冷塔内部、分子筛入/出口冷吹管道等因接触循环水和空气，内部湿度大，内部也会严重锈蚀，长时间的锈蚀甚至会造成设备及管道腐蚀穿孔，在空分装置开车时大量漏点需处理，若无法处理则会导致空分装置再次停车。
2.2.4 冷箱及附属设施
空分装置长期停车期间，设备内不可避免会有灰尘、浮锈等杂质，尤其是与空气和水接触的前系统管道，停车期间积存在设备和管道内的灰尘、浮锈会在开车过程中进入到冷箱内管道中，堵塞冷箱内管道和低温泵过滤器，影响冷箱的开/停车；另外，冷箱停车时间过长，如若保护不当，会导致冷箱内部管道泄漏，一旦出现此类情况，必须进行冷箱扒砂查漏消漏，而1次扒砂一般耗时1个多月、花费近百万元，不仅耗费大量的资金，而且影响空分装置的开车进度。
2.2.5 其他动设备及附属管线
除上述设备设施外，现场其他动设备及附属管线，据所处位置、性能特点与故障危害性进行分类，如：预冷系统的水泵、罐车充装系统的充车泵分为一类，需定期试运行的柴油发电机、仪表空压机等分为一类，冬季易出现冻结现象的循环水管线、冷凝液管线等分为一类。
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