吴波
（河南豫光金铅股份有限公司制氧厂，河南 济源459001）
［摘 要］河南豫光金铅股份有限公司制氧厂10 000 m3/h空分装置采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、无氢制氩、氧氮外压缩流程，于2010年初建成投产。空分装置运行10 a后由于存在冷箱方面（如冷箱表面结冰、安全泄压阀配置不当、导气过程中冷箱压力测点数据偏高）以及冷箱内部分仪表管无法正常使用等问题，于2020年10—11月进行了冷箱扒砂大修。介绍冷箱扒砂过程及注意事项，结合检修过程分析冷箱存在诸多问题的原因，实施相应的整改消缺与改进、系统充气查漏及问题处理后，空分装置重启，运行状况良好。并从本次冷箱扒砂消缺及改进工作中总结冷箱运行维护注意事项。
［关键词］空分装置；运行问题；冷箱扒砂大修；整改措施；消缺与改进；充气查漏；运行情况；运行维护
［中图分类号］TB657.7 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）02-0067-04
0 引 言
河南豫光金铅股份有限公司（简称豫光金铅）制氧厂2010年初建成投产1套KDONAr-10000/3600/320型10 000 m3/h空分装置，由开封东京空分集团有限公司成套设计、供货、安装，采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、无氢制氩、氧氮外压缩流程。本空分装置运行10 a后由于存在冷箱方面（如冷箱表面结冰、安全泄压阀配置不当、导气过程中冷箱压力测点数据偏高）以及冷箱内部分仪表管无法正常使用等问题，于2020年10—11月进行了扒砂大修，本次冷箱大修由四川空分低温工程安装有限公司按照合同及四川空分设备（集团）有限责任公司企业标准《HKB8-19—2012空分冷箱安装技术条件》（简称川空企标）进行施工，豫光金铅制氧厂予以协作。以下对有关情况作一介绍。
1 扒砂大修前冷箱运行问题
1.1 冷箱方面的问题
1）冷箱西侧50 m高处，2019年和2020年即使在夏季也存在结冰现象，意味着冷箱内部有跑冷（冷量损失）现象，存在安全隐患。曾打开冷箱顶部人孔检查，未见明显异常；加大冷箱污氮气充气量并添加一些珠光砂，结冰现象未见改善。经分析与研判，系统继续运行。
2）冷箱顶部配置有1个安全泄压阀，用于冷箱充气压力过高时泄压。但近年来业内发生冷箱扒砂或检修作业中砂爆而致冷箱受损的事故，表明仅1个安全泄压阀的配置不适应目前空分装置安全运行的要求。
3）2020年2次空分装置临时停机后重启，在开启空压机向主精馏塔内导气的过程中，主冷箱上、中、下3个冷箱压力测点数据均高于正常值（＜800 Pa），甚至达到测压变送器的量程上限2 000 Pa，而空分装置运行正常后此3个压力测点数据又能恢复正常。
1.2 冷箱内多处仪表管无法正常使用
① 生产运行中，粗氩塔Ⅱ底部液位LIC-701负压管LIC-701（-）和阻力PdI-702正压管PdI-702（+）仪表管压力波动大而无法正常使用，只得通过三通借用粗氩塔Ⅰ阻力PdI-701负压管PdI-701（-）来显示；② 主精馏塔下塔液空液位LIC-1负压管LIC-1（-）借用下塔阻力PdI-1正压管PdI-1（+）来显示，而下塔阻力负压管PdI-1（-）无法正常显示，经检测其示数偏高，高于正压管；③ 主冷凝蒸发器液氧液位LIC-2有2根正压管，但其中1根示数波动大而无法切换使用，实际只能使用1根；④ 每次系统停机，精氩塔压力较低，再开机后对液氩计量罐排液置换时均发现有珠光砂，甚至堵塞计量罐底部DN25排液吹除阀，而系统运行中则不会出现液氩中夹带珠光砂现象，故怀疑液氩计量罐液位LI-702负压管LIC-702（-）有裂纹或根部断开；⑤ 液氩计量罐底部液氩分析A-702取样管堵塞，造成该取样管无法使用；⑥ 每次空分装置临时停机后再次开机时，主精馏塔上塔底部压力PI-2示数偏高，达到满量程100 kPa（正常运行值应为35 kPa），而LIC-2示数一直下降甚至为0或负值，测其负压管LIC-2（-）压力超过80 kPa，超过正压管LIC-2（+）压力，分析认为，原因是位于同一高度的PI-2、LIC-2（-）这2根引压管出现进液而复热不足，导致PI-2示数偏高和LIC-2（-）负压侧压力偏高而使LIC-2无法正常显示，只得将LIC-2（-）借用上塔下部压力PI-3引压管，据正常生产时PI-2与PI-3的差值，可知此时LIC-2显示偏高100 mm，系统运行2 d后才能将LIC-2（-）恢复为原测量管而正常使用，PI-2压力也能自行恢复正常显示。
2 冷箱扒砂过程及注意事项
2.1 扒砂过程
2020年10月11日，10 000 m3/h空分装置按计划停车，经过静置后开始排液、加温。2020年10月16日开始冷箱扒砂，在35 m高处冷箱侧面人孔门上开φ300 mm孔，用布袋引至一楼地面进行分层扒砂，扒出部分珠光砂后作业人员看到冷箱内有严重的结冰现象，位于冷箱西侧原箱板上，随后进入2人进行凿冰，历时2 d冰块处理结束；后在一楼冷箱人孔门上开φ300 mm孔进行放砂，扒砂过程中不时有珠光砂成股喷出现象，甚至在冷箱底部扒砂后期出现携带冷气的珠光砂瞬间喷出将冷箱与主控楼之间的通道堆满的情况(有预案，无不良后果)。扒砂过程中的种种迹象表明，珠光砂内有液体存在，发生了小型喷砂现象，分析冷箱底部液体氧含量极低，而停车前冷箱5个地基温度（分别位于主精馏塔、过冷器、粗氩Ⅰ塔、粗氩Ⅱ塔、主换热器的正下方）均在0 ℃以上（属常温），可能是液氩计量罐仪表管出现漏液所致。扒砂结束，有2块冰悬在主换热器处管道上，中午时自行掉下，致使部分工艺管道被砸变形。用消防车供水冲洗冷箱内，为冷箱检修做准备。2020年10月24日，检修单位人员进入冷箱内开始作业。
2. 2 扒砂中的注意事项
① 扒砂前进行人员培训、办理相关施工作业票等手续，作业人员劳保用品佩戴齐全，须有专职人员现场监督监护；② 主冷箱顶部和主换热器冷箱顶部人孔盖要事先全部打开；③ 出现小股喷砂时，立即用编织袋封住φ300 mm扒砂孔，人员撤离现场，待喷砂结束没有“啪啪”的响声后，再恢复施工。
3 问题分析及整改措施
更多内容详见《中氮肥》2024年第2期