某厂有1套KDON-60000/20000的空分装置，采用分子筛变温吸附、增压透平膨胀机制冷、全精馏的内压缩流程，整个装置配套国外压缩机组、透平膨胀机及低温液氧泵等设备，其设计选型、配套设备均非常优良。装置于2015年一次开车成功，产出合格氧气。开车以来，空分装置整体运行稳定。但随着装置的开、停车及试运行时间的延长，逐渐暴露出一些缺陷。为保证装置更加安全、稳定、优质运行，结合装置自身特点及生产实际，对其进行了优化改造，取得了良好的效果。
1.存在的缺陷
（1）螺杆压缩机在空分装置停车时为全厂提供仪表空气，保证全厂仪表空气应急供应。由于原设计螺杆压缩机无控制室启停和操作画面，空分装置跳车时，只能安排人员快速跑到现场启动螺杆压缩机，并现场监控螺杆压缩机的运行情况，这对人员应急处置能力和快速反应能力都有较高的要求。
（2）设计2台螺杆压缩机共用1台干燥机，以干燥送出的仪表空气。当干燥机出现故障需检修或更换干燥机内干燥剂时，2台螺杆压缩机无备用干燥机使用，这给装置紧急供应仪表空气带来隐患。
（3）空分装置紧急停车时，纯化系统污氮再生气阀门需要人工DCS操作界面上予以关闭，当关闭较慢时，易造成出低压板式换热器污氮气管道温度过低，出现大面积结霜现象。
（4）当装置紧急停车时，为保证上塔不超压，需立即手动关闭液空、液氮、污液氮汽提阀。但此3个汽提阀安装位置太高，给人工快速关闭造成困难，不仅不容易做到紧急处理，且不安全。
（5）上塔低压氮气、污氮气手动排气导淋排放口处于冷箱、氧阀室和分析室3个建筑之间的半封闭区域，当空分装置冷态开车出现上塔压力高需要排放大量氮气泄压时，极易在此区域形成氮气富集，继而易酿成人员窒息事故。
（6）液氧泵出口手动阀内漏严重，1台泵正常运行时（高压状态），液氧会通过备泵出口阀倒流进入备用液氧泵中，备泵不能切除检修。
（7）试车后，空分装置产品液氧、液氮质量达到设计标准，在液氮贮槽积起液位后，分析液氮贮槽液体纯度一直不合格，氧含量最高达数百ppm。
（8）高压液氧泵密封气设计为0.7 MPa仪表空气，当空分装置跳车时，0.7 MPa仪表空气由螺杆压缩机供应，由于螺杆压缩机提供的仪表空气露点较低，经常出现液氧泵密封冻堵而造成泵体漏液的问题，同时大大延长了液氧泵恢复开车的时间。
2.优化改造
（1）为进一步缩短空分跳车时螺杆压缩机的开启时间，快速保障全厂仪表空气的供应，同时减少现场人员的劳动强度，专门设置控制室远程启停操作和运行监控，同时设置空分装置停车螺杆压缩机自启动联锁。为保障螺杆压缩机关键时刻能够运行，每周对螺杆压缩机启停试验2次。
（2）为保障干燥机故障检修或更换干燥剂时至少能有1台螺杆压缩机能够正常提供仪表空气，新增1台干燥机，并分开设置，1台螺杆压缩机对应1台干燥机。
（3）在空分装置停车大联锁中，增加纯化系统污氮再生气阀门关闭联锁，以便从根本上杜绝紧急停车时出低压板式换热器污氮管道结霜的问题。
（4）当装置紧急停车时，为快速手动关闭液空、液氮、污液氮汽提阀，确保上塔不超压，通过增加管道的方法将汽提阀移至地面处，从而大大节省了人工关闭阀门的时间，做到快速、安全处理。
（5）为防止上塔泄压时氮气富集，引起人员窒息事故，通过增加管道的方法将低压氮气、污氮气导淋排放口引到冷箱北侧开阔地带，并实现高空排放。
（6）通过对阀门结构进行研究及与阀门厂家沟通，决定将液氧泵出口阀反装，以彻底解决1台液氧泵运行时液氧通过备泵出口阀（内漏）回流到备用液氧泵内的问题，从而保证了备用液氧泵正常加温、检修。
（7）对于贮槽液氮纯度不达标的问题，经过多次分析与查找原因，最终确定为后备液氮离心泵密封气（仪表空气）通过与液氮贮槽相连的入口管道进入液氮贮槽，从而降低了液氮纯度。于是将液氮泵密封气由仪表空气改为0.45 MPa氮气。改进后，贮槽液氮纯度逐渐好转，与空分精馏塔液氮纯度指标一致。这一问题的解决，使液氮产品销售价格得到了提高，为公司创造了良好的效益。
（8）为解决高压液氧泵密封因密封气露点不合格而出现的冻堵问题，将高压液氧泵密封气改为氮气，即从3.2 MPa氮气缓冲罐引出1股中压氮气，经减压至0.7 MPa后送入液氧泵密封。改进后，彻底解决了液氧泵密封冻堵而造成泵体漏液的问题，同时液氧泵再次开车及恢复送氧时间至少缩短4 h以上。
通过上述优化改造，从根本上消除了空分装置存在的缺陷，给开停车操作、运行维护等创造了良好的条件，应急处理更加便捷，装置运行更加安全、稳定、优质。
（国泰化工 曾祥文）