【摘要】：正我厂1969年11月自制投产叻一台150米~3/时空分塔,运转以来情况良好1975年最高氧产量达到340米~3/时。操作工况为:上塔压力0.62公斤/厘米~2,下塔压力7.2公斤/厘米~2,一直超压生产1975年5月17日3点45汾,因空分塔上、下塔压力不稳定,液氧液面上下串,在操作不好掌握的情况下,值车人员停止一台1—15/50型空压机,以减少加工空气量。停后上、下塔壓力有所下降4点5分忽然一声响,顿时室内吹满碳酸镁,对面不见人,值车人员即摸索停机。

浅谈浅谈 1Nm3 3/h/h 制氧机空分塔检修工艺應用与管理制氧机空分塔检修工艺应用与管理摘 要介绍了 2004 年 10 月份 10000Nm3/h 制氧机空分塔检修全过程工艺及在检修实践中应用，同时指出加强检修工艺管理对检修质量过程控制的重要性。关键词空分塔 检修 工艺技术 质量控制1.前言南钢公司 10000Nm3/h 制氧机为杭氧产品采用全低压常温分子筛淨化，增压透平膨胀机制冷规整填料技术、DCS 控制及全精馏无氢制氩的外压缩流程，是制氧厂生产的重要核心机组直接关系到南钢公司嘚生产全局。该套机组在 2004 年 6 月 29 日和 10 月 6 日因冷箱内漏液而被迫停机扒珠光砂检修通过对这两次空分塔的检修，大家提高了大型空分塔检修笁艺技术水平增强了检修管理上的认识，也为确保今后空分塔安全稳定运行积累了宝贵的经验现就空分塔检修中的一些工艺技术要求忣工艺管理与大家进行交流。2.2.空分塔检修工艺及管理2.1 空分冷箱的扒砂空分冷箱的扒砂。近几年来大型空分冷箱在检修扒砂时，一些气體生产厂家均出现了空分冷箱的“液爆与砂爆”事故有江苏某钢厂及某石化行业、河南某钢厂、江西某钢厂、湖南某钢厂、河北某钢厂等、安徽某钢厂、河北某铸管厂等制氧机，这些事故直接造成冷箱鼓胀和冷箱内设备受到破坏既大大地加重了检修任务又延长了检修时間，从而严重影响了企业的正常生产我厂 10000Nm3/h 制氧机在 2004 年 6 月 30 日的检修扒砂过程中，由于冷箱内存有一定量的低温液体引发了冷箱的“液爆與砂爆” ，冷箱鼓胀塔内管道、容器受不程度的损坏。因此我们通过对“6.30 液爆与砂爆”事故进行了系统的分析和总结，认真做好防范笁作根据现场实际情况制订空分冷箱扒砂操作规程，确保了冷箱扒砂的安全进行在去年 10 月份的检修扒砂过程中，我们重点抓好以下几項工作2.1.1 做好空分塔扒砂前的排液、加温工作在冷箱内气体氧含量达到 20以下、加温后的各点检测达到常温，具备扒砂的工艺条件后方可进荇扒砂2.1.2 做好扒砂前的准备工作，制定详细的扒砂方案2.1.3 做好安全防护工作，制定紧急情况下的避险措施2.2 冷箱内低温工艺管线的整改冷箱内低温工艺管线的整改低温管道是空分设备的重要组成部分，随着空分设备规模的不断扩大冷箱高度不断上升，对管道配置提出了新嘚要求然而，空分设备的管路配管都是在常温下进行的却在低温下工作运行，温度的变化会引起管道的热胀冷缩很容易产生热应力。如果应力超过强度极限管道即有断裂的危险。所以管道的柔性要适当，弯头太多温度应力比较小，一次应力可能上升；弯头设置呔少容易造成温度应力过大，管子拉断因此需要仔细分析。如上塔至过冷器之间的产品氮管道由于塔体往下缩，管道也往下缩因此弯头可以考虑少一些，这一类管道还有污氮管（上塔与过冷器之间） 膨胀后空气送上塔管道等。主塔与氩塔连接的管道一般弯头要哆一点，容器与阀门连接的管子弯头也多一些，以防阀门接坏液体管道（液空、液氮、污液氮、液氩、液氧）应仔细考虑由于自重（管道自重、液体自重）及外载（珠光砂压力）造成的一次应力，当一次应力超过许用应力时需考虑支架。各种液体管或冷管应尽量靠菦内部冷容器，而气体管道可在液体管的外围液氧管路在配置时，不要有过多的弯曲尤其下弯处易造成死角，形成乙炔等碳氢化合物嘚浓缩和积累从而对安全构成很大危胁。由于冷箱内工艺管线复杂特别是出现事故后，冷箱内管道变形相当严重在整改冷箱内管道時，我们根据施工资料并结合现场实际情况，灵活掌握但严格遵循行业有关安装规范。在这次检修中一共对冷箱内 32 条管线作了 61 处改動，在整改过程中我们对照流程和设备容器，绘制出每条施工过的管线图在现场确认工艺管线走向，并纠正了一个重大错误检修队伍施工中误将出过冷器的两根管径（φ158mm）相同的液空、液氮管接反，若不及时发现和处理那么在以后的查漏和裸冷过程都很难发现，将矗接导致10000 制氧机开机后将不可避免地再次扒砂这样 10000Nm3/h 制氧机前后又将是十天左右的时间无法生产，那么将给公司的生产造成非常被动的局媔由于我厂工艺技术人员对过冷器的结构原理比较清楚，加上工作认真细致及时发现并进行了纠正，为公司挽回了重大的经济损失2.32.3 冷箱内管架、阀架、仪表护架的整改冷箱内管架、阀架、仪表护架的整改2.3.1 管架的作用一般用于导向或降低一次应力（自重，珠光砂垂直压仂等持续载荷引起的应力） 尽量少用，同一管线同一方向的管架只能采用一个或需要利用管架限制管路的冷收缩位移量则应进行详细嘚应力分析。管架一般有两类抱箍和托架设计合理的管架对于配管质量和水平有着重要的影响，不合理的管架不仅妨碍了管道的变形洏且产生过大的应力，甚至使管道破坏垂直管道采用抱箍，水平管道采用托架垂直管的管架一般以设置在重心上为好。如果是承重管架则必须抱紧；如果是防震管架，可以不包紧但要有一定的间隙。公称直径小等于 50mm 的管道垂直段的管架可以抱紧。水平段的管道要控制长度尽可能少设托架，因为水平段容易变形同上塔连接的管道的水平托架必须考虑留有一定间隙，适应管道的热胀冷缩同下塔楿连的管道则可以不考虑留间隙，直接托住管道即可管架设置条件2.3.1.1 塔内垂直管路的管架布置只有在管道垂直距离较长且又明显晃动或管噵本身之间需要特定间隔的情况下设置，一般布置一只特长管可安装两只。2.3.1.2 塔内水平管路上的管架设置一般应设置于空间绕行，较长戓有较长悬臂的管道下部托架不能直接接触管道，应考虑管道本身的伸缩量而定 h 值如果所托管是与主塔相连可根据主塔上接管离地距離计算，按 3.5mm/m 计,如果该管末端与主塔与相连则根据管道垂直距离累计长度计算，仍可按每米收缩 3.5mm/m 计管架在空分冷箱起着非常重要的作用。因此杭氧、施工方、制氧厂三方对塔内的容器、管道、阀门等支架、托架逐一认真地分析研究，并根据杭氧图纸的规范要求及一些实踐经验增加修改支架、托架 41 处，以确保塔内容器、阀门、管道的支撑合理2.3.2 仪表护架整改 塔内温度从 20℃下降到-196℃，铝材质的最大伸缩量按 3.5mm/m 计则可算出塔的最大伸缩量，所以对冷箱内仪表管的上下移动距离可对照更改在这次检修中，我们一是仪表管保护角铁上移保护角铁用斜撑固定，并用铜丝松驰固定二是对变形大的仪表管和有可能断裂根部的仪表加倒“U”形弯头，减少根部强拉应力2.3.3 冷阀阀架的整改空分设备冷阀的阀架由三部份组成，一是吊架、二是阀座固定架、三是进出口管大小头保护架阀架应尽量支撑于冷箱型钢表面之上，若固定在冷箱壁面板上则需有加强板焊接时必须满焊。特别是进出口管上大小头的保护架一定要抱紧，只有这样才能起到保护的莋用。由于 V1 阀进口管大小头处断裂引起 10000Nm3/h 制氧机 10 月 6 日的被迫停机检修，所以在检修过程中，我们参照杭氧提供的制作安装图要求检修施工单位对冷箱的冷阀阀架进行了全部整改，工艺技术人员和杭氧的现场服务专家一起先按要求自行制作了 V705 冷阀的阀架，然后要求施工方按此阀的制作模式进行整改在整改过程中，指定工艺技术人员进行质量跟踪最后由杭氧、施工方、制氧厂三方进行逐一验收，对达鈈到要求的提出坚决整改决不松口。2.4 塔内管道安装焊接管理和无损检测塔内管道安装焊接管理和无损检测2.4.1 塔内管道安装配置管理我们要求焊接施工人员根据图纸和规范要求编制焊接施工方案，明确施工措施、技术规范并在施工过程中实行全过程的质量监控，在对施工隊伍的焊接管理上主要抓好以下几个方面的环节2.4.1.1 预制管道是否进行脱脂。2.4.1.2 管道组对焊接时若要加不锈钢垫环则垫环的点焊方位要特别紸意，一定要弄清楚管内介质流向要点焊在顺流侧。2.4.1.3 管道坡口是否处理干净是否用不锈钢丝刷至露出金属光泽，焊丝是否进行脱脂2.4.1.4 坡口组对时要求不能强制进行，否则应力过大易引起焊口开裂。2.4.1.5 在配管过程中存在一些的大口径三通在三通处存在着复杂的应力，一般应力值都较大因此，焊接施工中对三通的补强给予特别的重视2.4.2 管道焊缝的无损检测空分装置冷箱内大小配管材料均采用铝镁合金，主要为 LF2、LF4 及 LF21对接接头的焊接质量决定空分设备的安全运行周期，在熔融状态铝合金容易氧化由于其物理性能，焊接时有显著的收缩或變形所以，在焊接过程中易产生较多的焊接缺陷常见的有气孔、氧化夹杂物、夹钨及焊接热裂纹等，所以严格按标准、工艺进行检测才能有效控制焊接质量。在对焊缝进行着色和拍片过程中我们指定一名精通工艺的车间主任专项负责，对每一条焊缝的拍片对照单线圖进行标号归类对返修后的焊缝也同样做好记录。由于实行了质量跟踪同步做好焊接质量记录，将当天的每个焊接口编号、焊接日期標在单线图上作好每个焊口的无损探伤记录，并根据无损探伤报告、施工图纸等做好焊接质量记录所以，为以后的审片工作提供了较铨面的资料检修完毕后，为确保焊接质量我们又请了全国著名焊接专家对所拍片进行再次审片，在审片过程中发现空分冷箱内下部液空出过冷器一焊缝有较大的质量问题，而此时冷箱内珠光砂已装填到三楼平台处但拍片队伍又拿不出相应的整改记录，我们及时找出叻自己整理的焊接返修记录经杭氧焊接专家确认正常后，继续装砂避免了扒砂的情况。2.5 检修后的试压查漏检修后的试压查漏。查漏昰检验设备检修质量好坏的关键保冷箱内设备查漏又是该项工作的重中之重。为了节省时间保证质量，在检漏气源不具备的情况下峩们从 3200Nm3/h 制氧机引进分子筛后的空气到 10000Nm3/h 制氧机，进行定压查漏为确保试压成功,我们制定了详细的试压方案，指定专人负责盲板的管理经過反复试压保压，在施工单位自查的基上工艺组反复查漏，指定专人负责每条工艺管线对塔内的管线及容器实行包干制，谁的管线谁負责对查过的管线实行互检，同时实行奖惩制度对查出人员进行奖励，对漏检人员进行处罚检漏人员对每一个法兰、每一条焊缝、烸一个接头仔细检查。经过认真细仔地查漏大家在管线焊缝通过了拍片、着色及施工队伍已查过漏点后，仍然查出了 35 处漏点并及时返修整改经过大家的辛苦努力，空分系统保压后残留率达到杭氧提供的技术规范要求。2.6 检修后的裸冷及加温吹扫检修后的裸冷及加温吹掃。裸冷是对空分设备的安装或大修质量进行低温考核在裸冷中，我们主要做好以下几点工作2.6.1 检验空分设备的安装或大修质量如管道焊缝及法兰连接处是否有漏。2.6.2 检验空分设备及管道、阀门在低温状态下冷变形情况及补偿能力 、2.6.3 检查对照设备、管路是否畅通。2.6.4 进一步檢查各仪表显示如温度、压力、流量、转速等是否准确。2.6.5 检查各手动、气动调节阀、切断阀是否密封、不内漏调节是否灵活、准确。2.6.6 詳细检查各部件的变形和泄漏点并对所有的法兰螺钉、各管接螺母、螺扣，各仪控引管接头螺母适当拧紧以消除低温下由于热膨胀系數的不同而引起的松驰现象。检修完毕后必须对各系统的管道、设备内的水份、灰尘及机械杂质进行吹除，以免带入分馏塔内或运转机械内工艺技术人员制定空分塔的吹扫方案，对每一根管道每一只容器设备均进行分系统吹扫。在加温吹扫末期对加温吹扫的结果进荇检验，我们用干净湿白布在吹扫口检查是否有杂质用露点分析仪检测加温情况，当露点达到-50℃以下时加温结束。2.72.7 空分塔填充保温材料珠光砂空分塔填充保温材料珠光砂我们在充填保温材料时为确保不出现任何意外，认真抓好以下几个方面工作2.7.1 充填时空分设备内的各设备、管路均汽车充气几个压力，汽车充气几个压力压力在 0.045～0.05MPa并微开各计器管阀门通气，并随时监控计器