48000Nm3/h空分装置的安装和调试总结

关键词： 组为 空分 煤制 装置

辽宁大唐国际阜新煤制日产1200万m3/d煤制天然气配套的KDON-48000/22500型空分装置由开封空分集团成套供货, 配套压缩机组为沈鼓生产。该装置采用全低压分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、全精馏无氢制氩、空气增压循环的氧、氮双泵内压缩流程 (如图1所示) 。

现将装置调试中暴露出的问题和设计亮点作出以下总结, 供同行参考。

一、设计亮点

1. 空气压缩系统

压缩机组采用汽轮机驱动, 单轴双输出, 压缩机组各轴瓦温度作为设备运行中关键监测点, 但在正常运行中往往出现单个温度测点断线, 温度变送器输出20m A电流, 轴瓦温度高达到联锁停车值, 造成整套装置停车, 给企业造成较大损失, 为避免此类现象的发生, 本套机组在温度测点断线情况下, 通过温度变送器断线保护, 在电阻值达到最大时, 温度变送器输出4m A的电流信号, 使轴瓦温度显示为量程下限, 避免了机组的联锁跳车。

2. 预冷系统

本套装置空冷塔液位采用两台双法兰液位计同时监控, 在1路出现问题时, 切换至另一路显示, 2路远传液位计同时冻堵的可能性大大降低, 确保纯化系统能稳定、安全的运行。同时为防止液位过高出现带水事故, 在就地液位计上加装液位开关, 空冷塔液位超过工艺允许值时, 2路远传液位信号和液位开关三取二控制, 迅速打开底部紧急排放阀, 降低液位, 有效的避免了纯化系统带水事故的发生。

3. 纯化系统

纯化系统用来吸附空气中的水份、二氧化碳、碳氢化合物等杂质, 分子筛切换时, 空气及再生气量的变化会引起精馏工况的波动, 严重时, 会造成氩系统的氮塞。因此再生气流量在分子筛切换时不大幅度波动, 就显得非常重要。

基于以上目的, 在纯化系统加热-冷吹阶段的切换过程中, 为避免再生气的流量的变化对精馏工况的影响, 在顺控程序上采用了一些措施, 起到了稳定精馏工况的作用。比如:在由加热阶段切换至冷吹阶段时, 顺控程序预先打开冷吹阀门至20%开度, 60秒后开至30%, 同时加热阀门在原来开度的基础上关闭5%, 冷吹阀门在90秒和120秒再增加开度至50%, 加热阀门同一时间段内分别关闭5%, 150秒后, 加热和冷吹阀门自动投入PID控制, 至冷吹阀门的开度满足再生气量的要求, 而加热阀门线性关闭, 达到再生气量的平稳切换的目的。经过调试初期的观察, 上下塔的压力在很小的范围内波动, 满足了精馏工况的要求。

二、存在问题

1. 纯化系统

再生加热在设计之初没有考虑极端工况下分子筛的再生热源, 仅配套了一台再生污氮气蒸汽加热系统, 蒸汽压力等级为1.6MPa、温度为204-240℃, 设想在纯化系统需要活化处理的情况下, 该加热系统是不能满足系统活化及再生的要求, 只能在以后改造中增加一套电加热装置, 以满足系统需要。

2. 精馏系统

为了缩短氩系统的加温时间, 增设了旁通粗氩Ⅰ塔氩侧加温管线, 为防止阀门内漏, 仪表空气进入粗氩Ⅰ塔氩侧, 造成氩侧超压, 在管线上加装了安全阀, 但在装置调试过程中, 发现安全阀频繁起跳, 连续喷出低温液体,

经查找设备配管图发现, 该管线自开孔处至引出冷箱外, 有6 m多的高度差, 这样在氩侧有液体时, 低温液体进入加温管线内, 液体的静压差通过计算就有可能达到113 KPa, 而管线上安全阀起跳压力为80KPa, 造成安全阀频繁起跳, 调试期间只能在根部加入盲板, 待安全阀到货后更换。

3. 高压氧气出换热器不锈钢和铝转换接头出现漏点

高压板翅式换热器在充压作气密性试验时, 检查发现高压氧气出换热器的转换接头处出现不同程度的泄漏点, 判断为在施焊时, 没有采取严格的降温措施, 温度过高, 导致双金属结合面毁坏。只能做报废处理, 不但延误了调试工期, 也给企业造成了经济损失。

三、结语

KDON-48000/22500型空分装置, 在配置上采用“点菜”方式, 最大化的采用国产设备, 经过认真调试, 各项指标均达到或超过设计指标, 转动设备运行稳定, 控制先进, 在线分析准确, 该套空分设备的投产, 满足了后系统用气需求, 同时也为二三期装置的安装、调试积累了宝贵经验。

摘要：介绍了48000Nm3/h空分装置在设计中的亮点及调试过程中出现的问题和处理措施。

关键词：大型空分装置内压缩试运行开车调试

参考文献

[1] 毛绍融, 朱朔元, 周智勇.现代空分设备技术与操作原理[M].杭州:杭州出版社, 2005.

[2] 汤学忠, 顾福民.新编制氧工问答[M].北京:冶金工业出版社, 2001.