1 前 言
　　山東壽光巨能特鋼有限公司（簡(jiǎn)稱巨能特鋼公司）KDON-4000/3000空分機(jī)組采用微機(jī)DCS控制，分子篩吸附流程，設(shè)計(jì)氧氣產(chǎn)量為3900m3/h，液氬產(chǎn)量（折合標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體）120m3/h，液氧產(chǎn)量（折合標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體）100m3/h。由于設(shè)備本身的設(shè)計(jì)、制造和安裝均存在不同程度的缺陷，自投運(yùn)以來問題不斷，機(jī)組運(yùn)行不正常，氬系統(tǒng)一直未能投入運(yùn)行。為徹底解決空分機(jī)組存在的問題，決定對(duì)空分機(jī)組進(jìn)行大修技改。
2 空分機(jī)組大修改造
2.1 存在問題分析
　　針對(duì)空分機(jī)組存在的各種問題，經(jīng)過仔細(xì)分析和研究空分機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行狀況以及所有運(yùn)行參數(shù)，分析了可能存在的問題和缺陷及原因，制定詳細(xì)的大修技改方案。
　?。?）空分塔內(nèi)B點(diǎn)基礎(chǔ)溫度一直在﹣70℃以下，低于正常值40℃左右，據(jù)此判斷在空分塔西南側(cè)有液體管道泄漏，檢修時(shí)該位置的設(shè)備和管道應(yīng)作為重點(diǎn)檢查。
　?。?）空分塔內(nèi)的珠光砂質(zhì)量不好，保溫效果很差，這也是冷損嚴(yán)重的一個(gè)重要因素，因此必須更換質(zhì)量好的珠光砂。
　　（3）分子篩純化系統(tǒng)只配備了一套分子篩電加熱系統(tǒng)，并且未安裝電加熱器再生氣出口閥門。在更換電加熱器時(shí)必須停機(jī)，但這樣會(huì)影響煉鋼、煉鐵等生產(chǎn)廠的正常供氣。如果在電加熱器再生氣出口增加一控制閥門，再備用一套電加熱器芯子，利用冷吹的時(shí)間進(jìn)行更換，就可以解決上述問題。
　?。?）水冷塔溢水口一直有水溢出，并且水中帶有較多氣體，水流不平穩(wěn)，水冷塔頂部幾乎無氣體逸出，氣、水幾乎無換熱，進(jìn)出水溫差只有1.5℃。根據(jù)此現(xiàn)象判斷，水冷塔底部、頂部有堵塞，水冷塔填料結(jié)垢嚴(yán)重，應(yīng)打開水冷塔檢查。
　?。?）分子篩純化系統(tǒng)氣動(dòng)電磁閥全部暴露在室外，并且所有電磁閥電源共用一個(gè)斷路器。這樣會(huì)因其中一個(gè)或幾個(gè)電磁閥短路而造成純化系統(tǒng)全部停止運(yùn)行，如果不能及時(shí)處理將會(huì)造成嚴(yán)重后果，因此加裝一個(gè)電源失電報(bào)警系統(tǒng)非常有必要。
2.2 大修技改措施
　?。?）在空分機(jī)組停車后，對(duì)純化系統(tǒng)加裝了電加熱器再生氣出口截止閥，為分子篩氣動(dòng)電磁閥安裝電源失電報(bào)警。在水冷塔檢修過程中，發(fā)現(xiàn)水冷塔頂部和頂部濾網(wǎng)全部被珠光砂堵塞，布水板開孔太少，部分布水孔被淤泥堵塞，并且填料結(jié)垢比較嚴(yán)重。將全部珠光砂和淤泥處理干凈，將布水板上的布水孔開大并增加了布水孔數(shù)目，將所有填料用鹽酸進(jìn)行除垢處理。
　?。?）對(duì)空分塔所有設(shè)備和管道進(jìn)行檢漏，對(duì)重點(diǎn)部位（空分塔西南側(cè)的設(shè)備和管道）進(jìn)行詳細(xì)檢查。共查出17處漏點(diǎn)，其中4個(gè)較大漏點(diǎn)均在空分塔西南側(cè)，包括粗氬塔液空回流閥（V702）、液氮去精氬塔閥（V703）、氮?dú)馊ゾ珰逅y（V707）、下塔吹除閥（V702），與預(yù)先的分析吻合。對(duì)所有漏點(diǎn)均進(jìn)行了處理，并對(duì)空分塔內(nèi)所有儀表管線進(jìn)行加固，在一定程度上減少了儀表參數(shù)的波動(dòng)。在檢查過程中，還對(duì)因液體泄漏冷卻過度而斷裂的塔抱箍進(jìn)行了重新焊接加固處理，確保抱箍安裝牢固。檢漏處理結(jié)束后，填入新的高質(zhì)量珠光砂。
2.3 改造效果
　　2004年4月9日17：00空分系統(tǒng)開車，在4月11日16：10供出了合格的氧氣和氮?dú)?，比以前開機(jī)縮短了48h。空分系統(tǒng)除氬系統(tǒng)外全部工作正常，所有運(yùn)行參數(shù)均符合要求，氧氣、氮?dú)獾漠a(chǎn)量以及純度均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，液氧日產(chǎn)量達(dá)到6m3。
3 空分機(jī)組液氬調(diào)試
　　2005年4月13日開始對(duì)氬系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，但是調(diào)試過程中氬塔阻力和液位一直不穩(wěn)定，純度達(dá)不到要求，為此，將氬系統(tǒng)暫時(shí)退出。為盡快生產(chǎn)出液氬，成立了液氬調(diào)試技術(shù)攻關(guān)小組，于2004年8月15日至8月20日又進(jìn)行了一次液氬調(diào)試，但整個(gè)氬系統(tǒng)運(yùn)行工況不穩(wěn)定。
　　通過分析兩次調(diào)試的運(yùn)行情況和數(shù)據(jù)，初步斷定氬系統(tǒng)的設(shè)備可能存在以下問題：
　　（1）粗氬塔Ⅰ冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)有泄漏，引起粗氬塔Ⅰ的冷凝蒸發(fā)器的蒸發(fā)側(cè)液氬液位不穩(wěn)定，造成熱負(fù)荷不穩(wěn)定，因此粗氬塔Ⅰ產(chǎn)生的液氬量波動(dòng)大，引起粗氬塔Ⅰ阻力、粗氬塔Ⅱ阻力以及粗氬塔Ⅰ液氬液位的較大波動(dòng)，使整個(gè)氬系統(tǒng)運(yùn)行工況不穩(wěn)定。
　　（2）粗氬塔Ⅰ、Ⅱ的填料內(nèi)有殘留的珠光砂或其它雜物未清理干凈，造成上升氣體和回流液之間換熱不充分、不均勻，致使粗氬塔Ⅰ和Ⅱ的阻力波動(dòng)較大，粗氬塔Ⅱ的除氧效果特別差。
　?。?）氬系統(tǒng)的設(shè)備以及管道設(shè)計(jì)和安裝可能存在問題，使氬系統(tǒng)在工作時(shí)氣、液的通過能力、換熱能力不足，從而造成運(yùn)行工況波動(dòng)。
　　但是，氬系統(tǒng)設(shè)備的實(shí)際情況只能通過扒塔檢查進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)與制造廠家協(xié)商，巨能特鋼公司決定在2004年10月15日利用煉鋼廠電爐進(jìn)行1個(gè)月大修的時(shí)間，對(duì)空分塔進(jìn)行扒砂檢查。結(jié)果表明，分析判定的設(shè)備問題均不存在。
　　2004年11月14日又開始對(duì)氬系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，但是以前的問題和現(xiàn)象依然存在。經(jīng)過全面細(xì)致的觀測(cè)和檢查，發(fā)現(xiàn)粗氬塔I不凝氣排放閥門（V767）氣量非常小。分析認(rèn)為，由于該空分裝置氬餾分含氬量比較低（4％左右），并且氬餾分中含氧量與含氬量之和遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值（設(shè)計(jì)值為大于99.999%），因此氬餾分中含氮量較高。而粗氬塔I不凝氣放空閥門（V767）氣量非常小，氮?dú)馀挪怀鋈ピ椒e越多，造成粗氬冷凝器液位波動(dòng)大，甚至發(fā)生氮塞。為把粗氬塔I中的氮?dú)馀欧懦鋈?，必須加大不凝氣的排放量。為此把粗氬塔I不凝氣排放閥門（V767）與儀表空壓機(jī)進(jìn)氣口連接起來，利用儀表空壓機(jī)的抽氣增加不凝氣的排放量。方案實(shí)施后，很快生產(chǎn)出了合格的液氬。但由于氬餾分含氬量只有4％，氬產(chǎn)量只有80m3/h（折算成標(biāo)況下氬氣）,沒有達(dá)到120m3/h的設(shè)計(jì)值。
4 結(jié)束語
　　大修技改及液壓調(diào)試后的運(yùn)行情況表明，空分機(jī)組運(yùn)行正常，液氬生產(chǎn)穩(wěn)定，水冷塔溢水問題得到徹底解決，換熱效果大為改善，循環(huán)水溫降提高4℃。純化系統(tǒng)電加熱器芯子更換了一次，更換過程中對(duì)空分系統(tǒng)工況沒有產(chǎn)生任何影響。
　　隨著空分機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加，各種潛在問題和隱患將會(huì)逐步顯現(xiàn)，如何保證空分機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行是下一步的工作重點(diǎn)。同時(shí)隨著巨能特鋼公司產(chǎn)能的提升，各種氣體的用量也在逐步增加，因此如何進(jìn)一步挖潛改造，特別是提高氧氣和液氬的產(chǎn)量也是下一步的工作重點(diǎn)。