一次空分氩系统操作失误的原因分析与处理

第35卷第3期江西冶ol.35,No.32015年6JIANGXI METALLURGY015文章编号:1006-2777(2015)03003303次空分氩系统操作失误的原因分析与处理周九宝(新余钢铁集团有限公司,江西新余338001)要:新钢气体厂16000Nm3/h制氧机氩系统临时停车后启动因操作不当造成启动时间过长。对这次操作不当的原因进行了分析与处理,并总结了缩短空分临时停车后氬系统启动时间的操作方法。关键词:空分设备;粗氬塔;循环氩泵;改进操作中图分类号:TB6577文献标志码:BPrimary Air Separation Argon System Error Analysis and ProcessingZou JunbaoXinyu Iron and Steel Group Co, Ltd., Xinyu 338001 Jiangxi, ChinaAbstract: The start time of argon system is too long after temporary stop due to improper operation for 16 000 Nm/h oxygenator in gas plant. the reason of the impnis analyzed and processed, and the operation method for shortenstart-up time after the temporary stop is summarizedKey wordsseparation equipment; crude argon column; circulation argon pump i improved operation0前言提馏段氩馏分抽口处抽出约19000Nm3/h氬馏分,其中氩气的体积含量为9%~1%,氧气的体积含新钢气体厂16000Nmh制氧机采用常温分量不超过90%,氮气的体积含量不超过0.06%。氩子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、规整填料塔全馏分作为上升蒸气由粗氩Ⅱ塔(C702)底部经循环精馏无氢制氩、氧氮外压缩的工艺流程,由DCS控氩泵加压到0.8MPa后作为回流液在粗氩I塔制系统控制产品氧氮外压缩流程。自2003年5月(C701)中进行精馏,主要目的是初步洗涤含氧组投产以来,该空分设备运行一直比较稳定,但203分。在粗氩I塔(C701)顶部得到氧气体积比小于年8月24日一次空分临时停车后,因在启动氬系统3%的蒸气后上升到粗氩塔(C02)再进行深度精馏。过程中发生了操作失误,导致恢复时间过长。本文粗氩塔顶部冷凝器(K701)是过冷后的液空冷源在就这次事故的原因分析和处理进行介绍。冷凝器内换热后的液空蒸气和相当于2%总液空量的1粗氬系统工艺流程简介回流液空同时返回主塔提馏段。粗氬Ⅲ塔(C702)内上升的蒸气大部分被冷凝器(K701)冷凝成液体而成为本套空分设备的精液氯产品采用全低温精馏法塔内回流液剩下约为700Nm7/h的粗氩气(其体制取。粗氩系统工艺流程示意图见图1。先从上塔积组成为:q(A)=99.8%,q(O2)≤2×106),收稿日期:2014-06-05作者简介:周九宝(1978-),男,江西新余人,技师,从事空气分离生产工作江西冶金2015年6月空气去上塔回流液空去上塔[m液空粗氫放空v701K70FR701AI705PC=705}C701去粗氬液化器AI701AIA702FR702氩馏分来自上塔液氩回上塔LIC702L°图1粗氳系统工艺流程示意图经v705阀到粗氬液化器内被液化后,再到精氩塔进氩馏分流量(F70)为14300Nm3/h,粗氩流量行精馏除氮。在带氬开始阶段,粗氬I塔(C701)的(FR701)为1000Nm3/h(满量程),粗氩纯度粗氩气通过Ⅵ712阀对大气外排。(AIA705)仍然为最低值。经初步分析,认为导致这种情况发生的可能原因如下:低温循环氩泵运行时2事故经过存在“气塞”现象,造成粗氬I塔(C701)中氧组分降不下来;粗氩纯度(A705)分析表坏,使得在带氬时2013年8月24日,由于新钢气体厂制氧电气高该参数值一直没有读数。8月25日,在DCS上查询压16线路检修,为了避免高压115线路负荷过大,了操作参数趋势曲线图并到现场检查2号循环氩泵需将16000Nm3/h空压机的主电机负荷倒入其他的运行状况。8月24日在约14h的带氬过程中,空备用高压电路上,故当日16000Nm3/h制氧机正常分运行主要参数见表1表2。停机约2h,氩系统停机约8h。当天18:41,预冷并3原因分析启动好2号循环氩泵,开始进行带氬操作。到第二天08:06,氩系统参数情况是:粗氩I塔的氧气体积1)〕对粗氩纯度(A705)表损坏和2号循环氩泵含量为9133%,氩馏分中氩气体积含量为9.59%,运行存在气塞的问题逐一进行排查。根据表1和表2表1故障时空分运行主要参数表(一)产品氧纯度(AI02)/氯分气的体积百分比(Am)y氩馏分流量(FR72)/粗氨流量(FR0I)时间2013-08-24T18:4115.002013-08-24T20:1099.84610006.9010002013-08-24121:593.1510002013-08-2502:0899.94681032013-08-25104:0399.96807017l0002013-08-25105:1399.939061422013-08-25106:099.95014.30146202013-08-25T08:069,6014300正常时参数值99.80010.00~12.001900第35卷第3期周九宝:一次空分氬系统操作失误的原因分析与处理35表2故障时空分运行主要参数表(二)粗氯1塔粗氩中氧气的体积百分比(Am2)/粗氩Ⅱ塔液位(LC702)/粗氨纯度(A705)/时间%2013-08-24T18:4153.06200080.02013-08-24T19:50177291.52013-08-24T21:3695.160380.02013-08-24T22:1231.13013-08-24T23:252013-08-25102:23104380.02013-08-25m04:1096.4580.02013-08-25105:3212080.02013-08-25108:0691.3311080.0正常运行时参考值100099.7氩馏分中氩气的体积百分比(A701)和粗氩I塔中降过快和上升过快的现象,这种大幅度的上升和下粗氩的氧气体积百分比(A702)进行比较,发现这降操作也不利于粗氩中含氧量下降,因此导致粗氩两个参数值在近10h内都在极限区间,可得出粗氩中含氧量忽高忽低(见表2中A702的变化),这也气中含氧极高,含氬很低;另外粗氩纯度(An705)表是造成带氩时间延长的原因。的数值在事故过程中出现了2次上升,对该表校正④从物料平衡来看,在整个带氩过程中,抽取的后发现该仪表是好的,这说明是氩系统工况出现了氩馏分少,而粗氩排放量又一直为最大值且到满量不正常。程,这也不利于粗氬中氧气的清除,从而使得A7052)对2号循环氩泵在运行中存在气塞的问题进表的数值终始上不来,造成了带氩时间延长。行分析。首先,查看现场循环氬泵出口压力表显示值为0.75MPa,与DCS曲线图上一致;其次查看循4改进措施环氩泵工作电流曲线一直为29A,属正常工作电流,转速也为正常运行时转速;第三,查看表2中粗1)确保循环氬泵的正常运行,缓慢调节v713氩Ⅱ塔液位(LC702),发现其出现过较大波动。由阀、V703阀的开度,使粗氩Ⅱ塔液位保持相对稳定,以上3点可判断2号循环氬泵是正常运行的,未出这样打入到粗氬I塔的液体量也稳定,可使粗氩I塔现问题。粗氩中氧气的体积百分比(AI702)缓慢下降。3)通过以上分析并结合表1、表2中所示参数2)提高主冷液氧面或增加产品氧取出量保持值的变化,判断出这次带氩操作不当的原因有以下产品氧纯度稳定。在保证氩馏分中氮气体积百分比几点不超过0.06%的前提下,适当提高氩馏分中含氬①产品氧纯度(AI102)和氬馏分含氩量量,这有利于除氧。(AI701)超过正常值近10h,且分别是在高位和低3)在保证主冷液正常液面时,可缓慢开大v701位运行,使得粗氩I塔和粗氩Ⅱ塔近似于一根“氧管阀的开度,以提高粗氩Ⅱ塔的冷凝器热负荷,加大氩道”,因此最后出粗氩Ⅱ塔的粗氬气基本上就是氧馏分抽取量到正常值19000m3/h运行,使粗氬塔尽气快建立起正常时的精馏工况。②氩馏分流量(FR702)在带氩气时,流量一直4)在带氩初期,应加大712阀开度,增加粗氩偏低,没有到达过正常值但粗氩流量排放一直是最Ⅱ塔的排氮量;到后期,如果粗氩Ⅱ塔顶部出口压力大值且到满量程,从精馏和物流平衡的原理来讲整下降到正常值(26kPa)或者粗氩Ⅱ塔冷凝器回流液个粗氩塔回流液就少,回流比大大缩小,使得上升气空温度上升到正常值(-186℃),则说明粗氬Ⅱ塔中氧组分没有得到有效洗涤,这就导致粗氩气中含冷凝器已建立正常换热工况,则可逐渐关小V712阀氧量居高不下,故粗氩纯度(AI705)数值较正常值开度减少粗氩抽量,增大塔内回流比,使粗氩中氧明显偏低。较快洗涤下来。③表2中所示粗氩Ⅱ塔液位出现过在短时间下5)当粗氩Ⅱ塔顶部出口压力(下转第38页)38江西冶金2015年6月制造,并在老配煤15号皮带处通廊位置掀开顶部砼动箱的摆放;为便于叉车作业对新区焦油渣托盘进体,安装钢结构支架、溜槽及操作平台,用于摆放活行了移位;针对活动箱排料口漏油及揭盖困难的问动箱排渣及操作人员作业。同时对新、老焦油氨水题也逐项进行了改造。该系统自正式投入生产以澄清槽溜槽等进行了改造。来,作业量逐月提升,2013年7—9月每月处理量都3)其他事项。焦油渣回配作业现场定员2人,有70-90t,10月达100t安排在白天作业。作业时要均匀排放焦油渣,避免2.5遗留问题渣集中进入而堵塞系统。1)焦油渣处理系统的效率及作业量有待进一步2.2生产试验阶段提升。目前,新、老区的焦油渣还未全部被回配进入2013年4_5月,在焦油渣处理系统投入生产配合煤中,应通过强化操作、管理及进行新的技术改前进行了焦油渣回配的工业试验,以检验在配入少造,进一步提高处理能力。量焦油渣的情况下煤塔堵料情况及其对生产的影2)要将焦油渣处理系统纳入正常的生产管理及响。近2个月的生产试验表明:焦油渣直接回配进考核范畴,充分发挥新钢焦化厂备煤车间、化产车间人配煤系统是可行的,焦油渣配入后仅对15号皮及综合车间车队的积极性,形成合力确保焦油渣回带、16号皮带的下料及煤塔堵料产生轻微影响,但配系统正常运行。可以通过精心操作及加强清扫工作使该问题得到解3)焦油渣回配项目是炼焦二次资源回收利用减决,同时对焦炉生产的影响也很小。排项目,不仅环保效益显著,而且经济效益突出,其2.3生产试运行阶段综合效益有待进一步测算。2013年5月下旬至6月底,先将老区的全部焦4)应完善安全技术操作规程,并尽早纳入厂级油渣分别装入活动箱并用叉车转运至焦油渣处理系的综合体系文件中统进行排放,再将部分新区焦油渣转运至该系统进5)如果需要在新区M3皮带处新建第2套焦油行处理。2013年6月底完成相关操作规程的制定渣处理装置,必须考虑此皮带偏长且坡度大,若操作及作业人员的培训,同时组织投产工作。不当易影响生产,该方案有待进一步论证。2.4效果6)考虑到冬季气温低,焦油渣易堵塞而影响排焦油渣处理系统投入运行后,对生产中出现的料,应在焦油渣处理装置处安装蒸汽管。问题进行了逐项完善。为使焦油渣与配合煤更好地混合,同时减轻对皮带的损害及减小下料斗和煤塔3结语的堵料,在处理装置溜槽前增设了刮煤器,效果明显;为减轻焦油氨水机械澄清槽及叉车转运过程中焦油渣直接回配进行炼焦技术,投资省,见效快的污染,分别对新老区机械澄清槽排料口处的溜槽同时,焦油渣回配项目又是炼焦二次资源回收利用减进行了改造,增加了下部焦油渣托盘支架以便于活排项目不仅环保效益显著,而且有明显的经济效益。(上接第35页)下降到正常值(26kPa)并且粗氬Ⅱ气的体积百分比为0.5×106。这次操作只使用了塔冷凝器回流液空温度上升到正常值(-186℃)8.47h就使液氬产品纯度合格,创造了带氩操作时时,则说明粗氬Ⅱ塔顶部“氮”组分已清除干净了,间最短的纪录。可关闭V712阀,开V705阀,将粗氩引人精氬塔系统(这样可减少冷量和物料损失),然后打开精氩塔5结束语底部液氩回流阀(V757)将液氩导入粗氩Ⅱ塔底部,增加粗氩Ⅱ塔底部液氩量和稀释液氩中氧含量,加这次教训告诉我们,在对空分设备进行操作和快降低粗氩中的氧含量,以便缩短带氬时间。对工况进行调整时,要避免操作幅度过大过急需采用以上操作后,8月25日16:34,粗氩中氧气统观全局,主次分明,这样才能减少操作中的失误,的体积百分比为18×10,精氩塔底部精液氩中氮达到预期的效果。