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 主题:氮塞处理方法汇总
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发表时间:2013/7/8 11:06:37   IP:163.125.80.244

主题:氮塞处理方法汇总
  ----本文转发自张华毅QQ空间
氮塞往往是氩馏份的质量不好,即含氮量过高所引起的。当大量的氮随着氩馏份进入精氩塔,慢慢到了粗氩冷凝器,由于氮组份在粗氩冷凝器中是无法冷凝的,所以其慢慢占据了粗氩冷凝器板式单元的大量空间和换热面积,严重地影响了氩馏分的冷凝,形成了氮塞。如果设计上没处理好这一问题,没有对氩馏份含氮量进行控制,或氩馏份在上塔的抽口位置偏高,都会造成空分设备先天不足,这一类空分设备比较容易氮塞,空分设备在运行过程中,只要稍有疏忽,精馏工况就会偏离设计工况,造成氩馏份含氮量偏高,引起氮塞,如果长期稳定在那个不正确的操作点上,空分设备也会比较容易氮塞。
氮塞的处理要相当果断、相当积极,只要处理得当,一般的氮塞在一个小时内,即可恢复到正常工况。氮塞往往是上塔下部的氧区域逐渐下移,而上塔上部的氮区逐渐跟着下移。氮塞的处理不能等它自己慢慢恢复过来,这时时间会拖得很长,一定要采取积极的手段,增强上塔底的氧区,将上塔上部的氮区慢慢上移,也就是说改变氩馏份的组份,将其含氮量逐渐减下来,只有氩馏份好了,氮塞才能慢慢的减轻,直到完全恢复正常。克服氮塞的手段是多种多样的,一般都是根据当时的实际工况,几种方法结合起来,灵活使用。
首先果断打开粗氩冷凝器后面的粗氩放空阀(V712),继而打开粗氩进粗氩液化器或直接进精氩塔的V705阀,该阀一般缓慢开到100%是没有什么问题的,因为它没有什么损失。V712的开度则要根据氮塞的程度来决定,为保险起见,开到100%也不算过份,但这二只阀的开度要分二、三次进行,以减少对精馏工况的冲击。
如果此时精氩塔上部冷凝困难,V751也应该打开排放。上述措施的目的是为了把氮放出去,也是为了不让氩馏份的量减下来,不让粗氩塔阻力掉下来,不让粗氩冷凝器的液空液面涨起来,不让粗氩塔Ⅱ底部的液位满起来,从而维持二只氩塔的的正常工作。只有尽量地把粗氩塔的液体留在原来的位置上,主冷的氧纯度才不会降,才谈得上正常生产。
其次,适当减少氧产量,少则100~200m3/h,多则为氧产量的5%左右。这是最常规的方法,这时氩馏份中的含氧量明显增加,氮组份明显减少,随之氩组份也会适当减少一些。氧产量的减少,一般分二、三次进行,避免对整个精馏工况有较大的冲击,这种缓慢的操作手法对空分设备稳定运行是大有好处的。
第三,增加氮产量的取出,产品氧气的纯度自然提高。同样的道理,降低上塔压力,即污氮去水冷塔的压力设定(PIC104)降低一点,即增加污氮取出量,也有助于正常工况的恢复。
第四,由于膨胀空气含氮量是78%,其进上塔部位离氩馏份抽口位置又近,所以这时膨胀空气进上塔的量要适当减下来,以减少氩馏份中的含氮量,减少程度要根据当时工况决定。
第五,液氮进上塔的V3阀和液氮进上塔的V2阀要适当减小一些,因为这两只阀门喷淋下来的液体含氮量都比较高,特别是V3阀,几乎是100%的含氮量,所以这时适当减少上塔的回流比,效果是极其明显的,但绝对不能影响上塔的正常精馏工况,一般以1~2度为宜。
第六,主冷回下塔的V11阀开度也可以微微放大一些;原料空气入塔量可以适当增加一些,一般控制在0.5~1%之间的增加量,以增加主冷的热负荷,使得主冷氧侧的蒸发量增加,上升气量加大,对缓解氮塞也会起到很大的作用。主冷液位可以适当降低一些,一般来说比平时降低200~300mm,已经是一个不小的量。对于多种措施结合作业,降低主冷液面也不泛是一种好方法,主冷温差的适当加大,氧纯度理当会好。氮塞时V3阀稍稍关一些,V11稍稍开一些,再适当抽取一点液氮量,可能效果更佳,总的原则是出上塔氮纯度绝对要保证,哪怕是一点点的变坏趋势都是不能允许的。
第七,氮塞产生时,粗氩塔Ⅱ底部的液体中往往含氮组份多一些,如果有意识地将粗氩塔Ⅱ底部液位(LICAS702)设得高一些,让液体暂留在粗氩塔Ⅱ底部,放慢回上塔的速度,当然流到氩馏份也会相对少一些,其缓解氮塞的效果也是较明显的。
第八,V712的排放一定要彻底。一是粗氩塔Ⅰ和粗氩塔Ⅱ内的氮组份一定要排干净,二是新的氮不能再从氩馏份中带入粗氩塔,否则第一次氮塞尚没好透,第二次氮塞又来了,那就更麻烦了。所谓V712一定要排放彻底,一般是指出粗氩冷凝器的粗氩中的含氮量AI705恢复到正常值,才可慢慢关小V712阀,直到全关。
第九,全精馏制氩氮塞过程的好转也是有一个过程,氮是怎么进来的,也要让它怎么出去,首先是不能让氮进来,第二是要让二只粗氩塔的物流组份改变过来,氮塞才能希望结束。在V712关闭以后,往往余气排放的V751阀还要排放好长时间。
第十,在空分设备的实际运行中,往往看到氩馏份中的含氩量高了就心有余悸,其实那未必会氮塞,氩产量当抽不抽也并不见得是好事,是安全的。相反,从物料平衡角度上来讲,从氩馏份带到粗氩塔中去的总氩量,如果是因为粗氩量提取少了,多余的氩要么留存在粗氩塔中,以改变整个粗氩塔内的物料的组份,要么它一定会随着比计算浓度高得多的回流液,流回上塔,当其大量流到氩馏份抽口处,氩馏份中的含氩量就会瞬间上升。但只要不是氮组份,而是氩组份,氩馏份中的含氩量再高也不会造成氮塞。有时候氩馏份的含氩量达到15%,全精馏制氩的全套装置还稳定地运行,也是我们常见的事。这时只要加大粗氩的抽取量,不要很长时间就可以恢复。

 

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回复时间:2013/7/8 11:12:05   IP:163.125.80.244

主题:粗氩塔氮塞的原因及处理方法
 

来源:西部石化网 时间:2010-7-14


在正常工况下,粗氩塔的氩馏分氧含量设定值为91.1%,若氩馏分氧含量低于90.5%,粗氩塔就会出现轻微氮塞,氩馏分氧含量低于90%,粗氩塔就会出现严重氮塞。发生氮塞的原因主要有以下几个方面:

(1)产品氧产量波动大;

(2)分子筛纯化系统切换;

(3)变工况调整。

2.1产品氧波动大

2.1.1引起粗氩塔氮塞的机理

在内压缩流程中,氧气取出量大,先是导致主换热器中部温度和冷端正流空气温度降低,使进人下塔的空气的含显量大,下塔液空纯度稍降低。由于中部温度由高压空气量通过PID调节自动加减量来完成调节,中部温度低时高压空气量会加大,导致氩馏分氧含量降低。原因主要有:(1)高压空气量增加,通过节流阀FV1556进入上塔的液体量增加,上塔回流比增大,氩馏分氧含量降低;(2)高压空气量增加,进入下塔的液体量增加,下塔回流比增大,液空纯度降低,也会导致氩馏分氧含量降低;(3)下塔液位为自动调节,下塔液体量增加,调节阀LVl601会开大,下塔进入上塔的液体量增加,上塔回流比增大,氩馏分氧含量降低。

在这套空分设备中,3.OMPa氧气经调节阀FVl510A直接送给用户。为了保证工况稳定,设置了1个氧气放空阀FVl510B,这两个阀门无采用流量自动调节。FVl5IOA流量设定值为35000m3/h,FV1510B流量设定值为34300n13/h,当管网压力高、氧气送出量低于34300m3/h时,FV1510B自动打开;氧气送出量高于34300m3/h时,FVl510B会自动关闭。

氧气量波动大的原因主要有两个:(1)由于氧气直接送给用户,不是送入球罐,因而调节能力差,在钢厂4座转炉同时吹氧时,氧气用量可达42000~44000m3/h,管网压力较低,

调节阀FVl5lOA前后压差可达0.73~0.8MPa;(2)由于氧气调节阀FVl510A选型偏大,在正常工况下FVl510A开度只有25%~40%,压差大量,FVl510A开度只有25%~30%,偏离最佳调节范围,无法实现稳定调节,导致氧气流量波动比较大。此时FVISl0B也随流量波动自动调节。FV1510A和FV1510B这两个阀门互相干扰,流量无法实现稳定调节,氧气送出量较大,导致氩馏分氧含量降低,氩馏分氮含量增加,引起粗氩塔氮塞。

2.1.2处理措施

经过摸索,总结出手动控制操作方法。当Fvl510A.阀门前后压差大,无法实现自动控制时,首先将FVl510B采取手动控制,阀门全关,然后将FVl510A采取手动控制,逐渐关闭阀门.,每次关闭0.5%左右,直至稳定为止。当用户用氧稳定后,再将控制方式转换为自动控制。

2.2分子筛纯化系统切换

2.2.1引起粗氩塔氮塞的机理

分子筛纯化系统切换时,进入主塔的空气量会发生波动,从而影响氩馏分氧含量。在分子筛吸附器升压过程中,进人主塔的空分量会减少3500m3/h,由于空压机导叶采用流量自动调节,空压机导叶会开大,使进入主塔的空气量达到正常。在两组分子筛吸附器升压结束时,进人主塔的空气量高于正常值较多,空压机导叶关得比较快,由于流量测量滞后,导叶关得开度小于正常值,使进入主塔的空气量减少,从而造成氩馏分氧含量降低,氩馏分氮含量增加,引起粗氩塔氮塞。

2.2.2处理措施

由于氩馏分氧含量变化主要是由分子筛吸附器升压使进入主塔的空气量减少和高压机导叶调节引起的,一方面调整空压机导叶流量调节的PID参数,使空压机导叶开关速度变小,从而使进入主塔的空气量波动较小,减少对主塔工况的影响。另外一方面,增加一个空压机导叶自动调节控制AUTO1290,在分子筛切换时,空压机导叶自动开大一个角度(4°),保证进入空分的空气量维持稳定。

2.3变工况调整

2.3.1引起粗氩塔氮塞的机理

本套空分设备设置标准、最大液氧、最大气氧三种工况,可以满足用户的不同需要。在实际生产中,经常进行三种工况的转换,这样产品量的变化需要空气量和膨胀量等参数的相应配合调整,才能保证工况的稳定。当不能恰当配合调整时,会引起氩馏分的波动导致氮塞,另外,如果在变工况调整中恰好赶上分子筛切换,更容易引起氮塞。

2.3.2处理措施

为了减少变工况调整中分子筛切换对氮塞的影响,在操作中选择在分子筛处于加热状态时进行变工况调整,由于分子筛加热和冷吹约需要l小时50分钟,这样我们在变工况操作的过程中,不会出现分子筛切换,减少了切换引起的氮塞。另外,根据实际操作来看,变工况操作中,虽然膨胀量设计是串级控制,应能够根据产品的变化自动调整膨胀量,但是在实际操作中,膨胀量调节滞后,从而引起主塔回流比发生变化,氩馏分氧含量降低,引起氮塞。因此我们在变工况操作中,规定对膨胀量严格监控,根据工况的变化对膨胀量进行适当人工控制,当一切稳定后,仍然进行膨胀量串级控制。通过以上两个措施,减少了变工况调整引起的氮塞故障。

标签:粗氩塔
 

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