空分装置-精馏塔内出现故障、分析、预防

常出现的故有以下几点：
（1）塔内工况不正常，产生液泛或液悬。产生液泛液悬的危害是氧氮纯度一直无法控制在指标范围内，一直处于一个振幅波动的状态。其产生原因是塔板上的液体难于沿溢流斗流下，造成溢流斗内液面越涨越高，直至与塔板上的液面相平，液体无法下流，此时就产生了“液悬”或“液泛”。造成溢流斗内液面上涨的原因是由于塔板阻力增加和溢流斗阻力增大两个方面。
        一、塔板阻力的大小取决于上升蒸气量的多少和筛孔阻力、塔板上液层的厚薄。塔板阻力增大的原因有：1)空气量增大。尤其是在阀门开得过快时发生，向塔内送入的空气骤然增多，造成气速突然增高；2)塔板筛孔被固体二氧化碳或硅胶粉末等堵塞。
         二、溢流斗阻力的大小取决于下流液体量的大小和溢流斗出口处的结构形状(出口流道大小等)。造成溢流斗阻力增加的原因有：1)下流液体量过多。特别是在操作液空、液氮节流阀时动作过快，使塔内下流液体量突然增大；2)溢流斗加工装配不正确或塔板变形。造成溢流斗出口处流道变窄。所以，在正常生产中发生液泛往往是阀门动作过猛或运转周期已很长时发生。因此，阀门开关要细心、缓慢是制氧机操作要点之一。
（2)  主冷凝蒸发器传热温差扩大。在空分装置中，下塔压力取决于主冷的温差，主冷温差大，下塔压力就相应升高，这样，在其他条件相同时，压缩机的排气压力就升高，能耗就增大。为此，空分设备总是把主冷温差取的小些，以降低能耗。在实际运行中，总是希望主冷温差越接近设计值越好，但在实际生产过程中，主冷传热面会因脏污而使传热系数减小，液氧中二氧化碳固体析出较多时，液氧趋于粘性流体，使传热系数下降。液氧操作液面过低或管子堵的过多时、氮侧不凝气积聚等均使传热面积减小。主冷的热负荷与传热面积、传热系数、传热温差成正比。为保证生产所需要的主冷热负荷不变，当传热系数和传热面积减小后，必须增加传热温差。而传热温差的扩大必然需要提高下塔压力，下塔压力升高，又使压缩机能耗增加，同时下塔压力增高后，进塔空气将量减少，氧产量就下降。为保证主冷正常的热负荷又不使传热温差扩大，必须注意分子筛纯化器的吸附效率，使之有效的防止二氧化碳进入上塔；定期吹除氖、氦等不凝气体；注意液氧液面，防止液面过低；一旦需要超负荷运行时，需要注意主冷传热面是否富裕，必须主冷有富裕的传热面才可以超负荷运行。      
（3）主冷泄漏。产生泄漏的原因有以下几方面：1)管子因振动而相互磨漏。对长管式冷凝蒸发器，装有上万根管径只有10mm，管长为8m的紫铜管，管间距很小。在运转过程中，由于气流的冲击、振动，很容易在管子中部发生挠曲变形而互相摩擦，时间长有可能磨漏。2)管内积水而冻裂。当加温不彻底，特别是小管堵塞而给积存水造成机会，加温时又无法吹除掉时，在低温下水冻结成冰，体积膨胀，就有可能将小管冻裂。3)主冷轻微地局部爆炸。当主冷中局部范围由于乙炔或碳氢化合物积聚，在一定条件下可能发生爆炸。这种轻微爆炸发生时，外部没有任何反映，也听不到声音，开始往往无法察觉。只有当氧纯度自动发生变化而又无法调整时，才有发生这种情况的可能。主冷严重泄漏时，压力较高的氮气大量漏入低压氧侧，则上、下塔压力，产品纯度将发生显著变化，直至无法维持正常生产而停车。当主冷轻微泄漏时，往往不会引起上、下塔压力的显著变化，也没有引起主冷内液氧纯度的显著降低。普遍现象是主冷气氧和液氧纯度相差较大，气相浓度低于与液氧相平衡的浓度值。例如，某厂化验液氧浓度为99%，气氧浓度为96%，结果在检修时发现有7根主冷管泄漏。所以，在正常操作时，应避免进行大幅度的调整引起气流冲击；在系统加温解冻时要加温彻底，吹出口露点温度达到合格要求；注意分子筛纯化器的工作状况，保持主冷全没操作，经常排放液氧，避免主冷内碳氢化合物积聚。
（4）塔板变形。精馏塔空气入口处，一旦空气流速过急而塔板强度又不够时，塔板就会在气流冲击下变形。改变进气位置使其适当，操作时注意控制进塔气体流速（一定要缓慢进行），可以防止塔板变形。
（5）氧纯度达不到要求。影响氧气纯度的因素有：1)氧气取出量过大。从物料平衡来看，当加工空气量一定、氮气纯度一定时，如果要求一定的氧气纯度，只能取出一定数量的氧气。如果取出量过多，纯度必然达不到要求。从精馏角度看，氧气取出量过大，上塔提馏段上升蒸气的数量减少，回流比增大，液体中氮(氩)蒸发不充分，将使氧纯度下降。这时应适当关小送氧阀，减少送氧量，同时开大送氮阀，以保证上塔压力一定。2)液空中氧纯度过低。液空中氧纯度低，必然是液空量过大。它一方面将使上塔提馏段的分离负担加大，另一方面回流液多而难以使氮(氩)组分蒸发充分，从而造成氧纯度降低。这时应对下塔精馏工况进行调整，适当提高液空含氧量。3)冷凝蒸发器液氧面过高。当主冷液氧面上升时，说明下流液量大于蒸发量，提馏段的回流比增大，造成氧气纯度降低。这时可对膨胀机进行减量。当液氧面很高，而氧纯度很差，一时不容易调好时，可排放部分液氧，使冷凝蒸发器换热面积得到充分利用，然后重新调整。主冷液氧面上涨也可能是由于在液氧中挟带有大量固体二氧化碳，造成传热恶化，液氧蒸发不出来，迫使氧气取出量减少。必要时只得停车加温。4)塔板效率下降。精馏塔板由于变形、塔体歪斜或筛孔被固体杂质堵塞，则将影响每块塔板上气液传质效果，造成纯度下降。如果运转周期已很长，并且塔板阻力增加，应停车加温。5)精馏工况异常。当精馏塔发生液泛或液漏等情况时，破坏了精馏塔的正常精馏工况，造成纯度下降。这时要根据具体情况采取措施，消除不正常工况。6)主冷泄漏。当冷凝蒸发器钎焊质量不好或蒸发管磨漏，或局部爆炸，造成局部微小泄漏时，均可引起压力较高的气氮漏入压力较低的氧侧，造成氧纯度下降。当纯度下降不多时，可通过分析液氧与气氧纯度差来判断。当两者的差别超过正常的气液平衡浓度差时，则往往是由于泄漏造成的，只得停车检修。
希望大神指点补充，谢谢大家

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