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[讨论帖] 空分装置冷态投氩八小时内的合格操作

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发表于 2020-2-10 23:10:06 | 显示全部楼层 |阅读模式

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随着液体市场液氩产品价格的逐步上扬,空分装置氩系统的优化、节能、提产的精细操作显得尤为重要,氩系统的优化操作一方面为降低空分装置的总能耗奠定了良好的基础,而且还为液体销售提升了空间,增加了效益。故此做为一线生产员工要对整个空分装置的精细化操作有一个清醒的认识,创新、优化、节能、增效的操作方法是我们永恒的课题。现将2014年4月22、24日两次冷态投氩(产品液氩含氧、氮<2ppm)时间均控制在八小时以内的操作心得做个总结,以便使大家相互汲取,共同提高。
一、氩系统停车时必须注意的事项
1、粗氩塔冷凝器冷源液空注入阀V3应及时关闭,不得使粗氩塔淹塔或倒抽空气(粗氩塔工艺氩放空阀如果关不严或导致倒抽湿空气),如果是计划停车,建议终止粗氩塔冷凝器工作后,视粗氩塔釜液位情况及再启动时间来决定循环氩泵的启或停。
2、及时切断产品氩去氩储槽阀门,切断精氩塔底部产品液氩取出阀V706及根部手动阀,排尽液氩真空管道内残液,一是避免污染氩储槽,再者是避免液氩真空管液爆;及时切换或切断氩系统相关分析仪表,避免损伤仪表元件或污染分析通道。
3、精氩塔需保持微正压即可,可通过精氩塔蒸发器热源的调节或通过粗氩塔工艺氩去精氩塔阀门V9的调节适量注入工艺氩即可,不得污染停车后的精氩塔,也就是说在短暂停车时尽量保证精氩塔不要被氧污染,方法是先关闭精氩塔冷源注入阀停止精氩塔冷凝器工作,关闭工艺氩进精氩塔阀门,精氩塔蒸发器热源调节根据精氩塔压力而定,即微开保持正压即可,如果是精氩塔底部液位耗尽或过低则需要通过粗氩塔工艺氩进精氩塔阀门的调节来确保精氩塔正压。
4、及时快速启动停车后仍然处于冷态状态下的循环氩泵,根据现场实际情况(盘车→启动→或排液→加温→预冷→盘车→再启动),根据最近启泵经验,从预冷到启泵成功完全可以控制在10分钟以内,并且几乎没有液体损失,而且为缩短投氩时间争取时机(如果氩泵盘不动车时,则需对氩泵加温,关闭氩泵进出口阀并排液完毕后加温,加温气压力不得超过60kpa,加温合格与否一般规定温度在0℃以上或露点合格,但实际操作只要是氩泵能够盘动车即可)。
5、其他操作按氩系统操作规程做停车后操作处理。

二、氩系统再启动操作
以开粗氩塔冷凝器冷源注入阀V3为起始时间,粗氩塔工艺氩含氧≤5ppm耗时6.5h,精氩塔液氩产品含氧、氮≤2ppm耗时1.5h:
1、调整好主塔工况使之稳定,具备投氩条件(主冷负荷、冷量、纯度)。
2、启动循环氩泵(或已提前启动循环运行中)。
3、开粗氩塔冷凝器冷源注入阀V3的时机:由于粗氩塔停车时大量液体的积存或因V3阀关闭不及时造成的满量程高液位、淹塔现象,都会使长氩塔阻力指示较高、满量程或失真,在随着氩泵不断的将粗氩塔液体送入主塔,使得粗氩塔积存的液体不断减少,塔釜液面也会随之降低至量程以内且指示正常,阻力也会不断降低至非淹塔时的正常静态阻力指示,故此笔者认为开粗氩塔冷凝器冷源注入阀V3的时机应在粗氩塔冷凝器氩侧温度正常且阻力开始下降之时,此时氩馏分含氩也有原来的满量程开始缓慢下降,表明粗氩塔气路打通具备初步精馏条件,应及时向粗氩塔冷凝器注入冷源,以尽快同步建立粗氩塔精馏(阻力)工况,未必非得等到粗氩塔釜液面开始下降之时,因为粗氩塔釜液面下降速度要根据主塔工况而定,过程相当缓慢,会拖延投氩时间。
4、逐步打开粗氩塔冷凝器冷源注入阀V3,适时、适量给粗氩塔冷凝器注入冷源,逐步建立粗氩精馏工况,使长氩塔阻力缓慢升至5kpa以上并使之稳定(阻力是负荷的反应,负荷的选择应与空分负荷相对应,考虑到填料塔50%负荷的操作底限,故此阻力不宜低于4kpa)。
5、初期粗氩塔的工艺氩放空抽取量应根据粗氩冷凝器氩侧温度TI702及氩馏分的浓度来决定,如果TI702的温度(一是氩塔停车时集聚的氮或氩,二是主塔工况不稳引起的氩馏分含氩、氮较高)不管是什么原因一直处于较低状态时,必须要采取加大工艺氩放空量及尽快降低氩馏分含氮、氩量,恢复粗氩冷凝器正常的换热温差,投氩初期氩馏分应控制在10-12%之间,如果粗氩冷凝器氩侧温度TI702恢复至正常以及氩馏分稳定运行在10-12%之间,即可把粗氩塔工艺氩放空流量控制在100m3/h以内。
6、投氩初、中期,主塔主冷负荷必须为正常负荷,产品氧气取出量应适当有所减少,污氮含氧不宜控制过低,应在0.6-1%为宜,做为预防氮塞手段,下塔液空调节阀V1打手动控制提前储备冷量。
7、根据主塔工况及时调整粗氩塔冷凝器冷源液空注入阀V3及氩泵后回流阀V701,尽快建立稳定的粗氩冷凝器液面(240mm)及粗氩塔釜液面(1400mm),最终使长氩塔阻力PdI702稳定在5.8-6kpa,短氩塔阻力2-2.5kpa,此阶段必须控制好氩馏分含氩量在10-12%之间加快氩气富集,氩馏分含氩过高会发生氮塞(粗氩冷凝器氩侧温度TI702不得下降至-184.17℃以下),氩馏分含氩过低会使粗氩塔工艺氩含氧AI703下降速度放缓,两者都会拖延投氩时间。
8、投入氩系统相关分析仪表工艺氩含氧AI703及粗氩含氧AI702,由于投氩初期工艺氩含氧AI703较高微量氧分析表无法测量,必要时可用粗氩含氧AI702常量氧分析表来测量工艺氩含氧,以便及时掌握工艺氩含氧AI703的变化趋势并作出相应的调整,待工艺氩含氧AI703下降至微量氧分析表量程以内时,再恢复至正常(此阶段避免了因分析管路长时间的置换而拖延了产品纯度的真实指示)。
9、随着粗氩塔精馏工况的逐步建立,粗氩塔内的氩梯度浓度的建立,循环氩泵后的压力也会随之升高,此时工艺氩含氧、粗氩含氧都会不断下降,当氩泵后压力达到0.7mpa、工艺氩含氧下降至5ppm、粗氩含氧下降至35%时,即可投入精氩系统。
10、投精氩系统时,应先关闭精氩塔废气放空阀V760,精氩塔冷凝器氮侧调节阀V6设45kpa自动控制,然后再逐步打开精氩塔冷凝器冷源注入阀V5适时、适量将冷量送入精氩塔冷凝器。
11、随着精氩塔冷凝器冷源的不断注入,精氩塔压力会下降很快且波动较大,要及时关小(闭)工艺氩放空阀V762,开大工艺氩去精氩塔送入阀V9,不得使精氩塔负压。此阶段最好的操作方法为应提前及时把精氩塔底部蒸发器的热源先投入一部分,即精氩塔的阻力建立应以“先下后上”为原则,这样会加快产品氩纯度的提升速度,再者还会使精氩塔压力不会因精氩塔冷凝器冷源的不断加大而大幅波动造成工艺氩抽取量波动升高,因为粗氩塔工艺氩抽取量过大会使工艺氩含氧量反弹或下降速度放慢拖延提纯速度,但是工艺氩送入精氩塔的量应不低于450m3/h,因为一是要确保精氩塔的最低精馏运行负荷,二是粗氩塔工艺氩当取不取会导致粗氩塔氮塞,随着精氩塔冷凝器冷源及蒸发器热源的不断加大,精氩塔压力的平稳控制(废气放空阀V760设定7-8kpa自动控制),最终以精氩塔阻力为准(1.25-1.4kpa)来稳定精氩塔的正常精馏工况。
12、稳定精氩塔釜液氩液面并及时投入精氩塔釜液氩产品的相关分析仪表,即精氩含氧、氮分析表(AI704-1、AI704-2),以精氩含氧<2ppm、精氩含氮<3ppm为准及时预冷液氩进储槽真空管道并进入氩储槽。
13、投氩末期,随着主塔工况的不断改善及氩系统正常工况的建立,氩馏分含氩量应提高控制在13.5-14.5%Ar之间,工艺氩抽取量也应提高至设计值的710m3/h,以此提高氩的提取率。

三、缩短投氩时间的几个操作关键点
1、氩系统停车后的合理操作;
2、氩泵的快速启动(冷量零损失);
3、粗氩塔冷凝器换热温差、粗氩塔阻力、粗氩塔氩梯度浓度的及时建立;
4、粗氩塔(不同阶段)工艺氩流量的合理取出;
5、粗氩塔洗塔末期对精氩塔的同步投入操作;
6、相关分析仪表的及时合理投用;
7、精氩塔蒸发器热源的提前投入。

四、经济效益分析

根据近三年的空分装置生产运行情况及东南钢铁生产运行趋势来看,每年计划和非计划停机次数至少有八次,以往每次停车后再投氩基本平均耗时都在14h左右,按照氩系统正常生产能力710m3/h、氩系统冷量的零损失及液氩销售价格(共折算1000元/h),来估算每年因投氩所节省的时间带来的经济效益:1000元/h×6h×8次/年=48000元。



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发表于 2020-2-11 20:15:15 | 显示全部楼层
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