空分装置如何快速安全吹扫？

现已重庆国际复合材料有限公司（成渝气体）长寿制氧站 8500Nm³/h 空分设备为例，该空分主要为池窑提供持续不间断的氧气，目前已运行近七年，设备问题逐步体现，其中单体设备部件膨胀机冷却器多次出现内漏，导致水份随增压空气进入主换热器，造成主换热器堵塞。

热端温差越大冷损就越大，空分设备运行能耗增加。

为保证空分设备安全运行，对工况运行进行调整。将2号膨胀机切换至1号膨胀机运行，因换热器出现严重偏流，为防止因氧气产量过大带出的冷量过盛造成管道冻裂，并降低氧气产出量控制热端温度在1℃以上。上塔压力一旦超过60kPa就属于超压运行，防止上塔超压保证空分设备的安全运行通过开大污氮气放空阀FCV103来调节上塔压力在55kPa以内。通过对工况运行方式的调整，空分设备运行逐步平稳，但设备能耗有所增加。

分子筛故障分析——经分析分子筛冷吹温度为132℃，属正常范围内，空气出分子筛CO₂分析AIA1203为1.54ppm。并通过便携式露点分析仪进行分析对比，现场分析结果显示露点为-75℃以下，经对比分析在正常范围内。排除因分子筛原因导致水份或CO₂进入主换热器的可能。

膨胀机故障分析——纯化空气经膨胀机增压后出口温度会升高30℃左右达到60℃以上，需经过后冷却器利用冷冻水对空气进行降温至30℃以内，而空气增压后出口水份分析AIA2波动较大，最高上涨到54.7ppm已超过正常值的270倍，通过手动对膨胀空气进行露点分析高于-60℃。通过以上数据进行对比，初步怀疑可能是2#膨胀机增压机后冷却器内漏。通过检修人员将后冷却器进行拆卸，并用压缩空气做保压试漏，发现回水路管道壁有大量气泡渗出（见下图）。由此确定是由于2#膨胀机增压机后冷却器内漏，空气将水分带入换热器凝结成冰，将空气管道堵塞造成工况异常变化。同时因进换热器的空气量减少造成主换热器偏流热端温差增大。

图为：后冷却器泄漏

空分装置是以长期稳定的方式运行，一旦出现故障停车就会造成损失，停车时间越长损失就越大。如何严格控制检修时间非常重要，当主换热器出现堵塞，根据堵塞的情况进行停车对换热器进行加温吹扫。

具体操作方式如下：

系统退气操作——当主换热器出现堵塞，且严重程度已影响主塔工况，必须对换热器进行吹扫。首先将设备供氧切换由后备系统供氧（75m³贮槽和液氧泵同时供氧，充车泵向75m³贮槽补充液氧）的方式。压力≥0.13Mpa保证其它生产部门正常供氧。根据空分设备正常停车流程对系统进行退气，注意观察空压机排气压力≤0.7Mpa，避免因压力超高导致空压机卸载。

上塔压力控制——退气完成后将主塔各主要进气阀门HV4、HV5等关闭，同时关闭氧气和污氮气出塔FCV102A、FCV102B、FCV103、V104阀门，防止低温返流气体通过换热器增加吹扫时间。为快速对换热器进行吹扫，氧气和氮气经换热器出塔阀门必须关闭，主塔处于密闭状态容易出现超压。通过氮气出纯氩塔塔压力调节PCV704阀，使主塔压力返流至精氩塔冷凝器K703，再通过V761、PCV703放空阀进行调节上塔压力。

吹扫空气量调节——在全负荷运行情况下，将2#空压机停车，1#空压机继续运行。同时将预冷系统空冷塔冷冻水量减小，提高空气出空冷塔温度（控制在20℃）。为保证分子筛正常运行，将V1218阀（纯化空气做再生气阀）开启使空气旁通至分子筛做再生气，再生气量控制在9700m³/h左右，使分子筛继续运行，进塔空气量控制在12000m³/h，进塔压力控制在0.65Mpa。

膨胀机通路吹扫——首先关闭膨胀机出口阀，使空气经分子筛出口→膨胀机增压端→过主换热器→经膨胀机进口→经膨胀机出口吹除阀V304、V305进行吹扫。注意观察增压空气出主换热器中抽和地抽温度变化，并随时对吹除阀出口进行温度和露点进行分析，当温度与分子筛出口相近且露点温度低于-60℃以下为吹扫合格。

空气进下塔通路吹扫——首先关闭空气进下塔HV5阀，使空气经分子筛出口→过主换热器→经下塔吹除阀V303进行吹扫。对吹除阀出口进行温度和露点分析，当温度与分子筛出口相近且露点温度低于-60℃以下为吹扫合格。

● 吹扫流程图

 

通常空分设备按照以往的加温吹扫方式，需要将主冷、下塔和液氧蒸发器的液体排尽，再进行加温吹扫。主塔排液需要12小时，主塔吹扫至正温需要48小时，吹扫完成后复产积液需要36小时，整个大加温吹扫到积液复产共计需96小时。通过实际操作单独对主塔进行保冷保压，并对换热器进行独立吹扫。有效的避免了主塔的冷量不能返流到换热器增加吹扫时间。且主冷还保留了冷量和液体，进一步加快了复产时间。经统计主换热器吹扫2.5小时后温度达到30℃，吹除阀露点分析达到≤-60℃以下。这一数据表明换热器吹扫已合格，并进行复产调试，经过4小时的调试顺利复产。