分子筛纯化系统蒸汽加热器泄漏的在线处理.pdf

3 故障处理 3收稿日期:2009207221作者简介:孙连杰,男,1973年生,工程师,2002年毕业于青岛科技大学计算机科学与技术专业,现在淄博齐鲁比欧西气体有限责任公司从事空分设备技术管理工作。分子筛纯化系统蒸汽加热器泄漏的在线处理孙连杰(淄博齐鲁比欧西气体有限责任公司,山东省淄博市临淄区辛化路8号 255410)摘要:简介齐鲁比欧西KDON245000/30000型空分设备分子筛纯化系统蒸汽加热器的流程以及发生泄漏的经过和原因,介绍为保证空分设备安全运行而采取的临时措施,阐述蒸汽加热器的换热管组件整体在线更换的条件和实施过程,最后介绍在线更换时的注意事项。关键词:分子筛纯化系统;蒸汽加热器;泄漏;在线更换中图分类号:TB65719 文献标识码:BIn2line treatment of leakage of steam heater of molecular sievepurification systemSun Lianjie(Zibo Qilu BOC Gas Co.,Ltd.,8 Xinhua Road,Linzi District,Zibo 255410,Shandong,P.R.China)Abstract:Here,the flow process of Qilu BOC Steam heater of molecular sieve purification system of ModelKDON245000/30000 air separation plant as well as the course and causes for its leakage are described,thetemporary countermeasures for safe run of the plant,and the conditions,process and notes of integral in2linereplacement of heat exchanging tube components of the steam heater are discussed.Keywords:Molecular sieve purification system;Steam;Molecular sieve heater;Leakage;In2line replacement淄博齐鲁比欧西气体有限责任公司新建的KDON245000/30000型空分设备由杭氧设计,于2008年11月初开始试运行,一直稳定运行至今,产品氧、氮纯度和产量均达标;同时,全精馏无氢制氩系统也投入了正常运行,生产出合格的液氩产品,产量达到了设计值。1 蒸汽加热器的工艺流程和设计参数111 工艺流程KDON245000/30000型空分设备分子筛纯化系统采用的蒸汽加热器由杭氧制造,与整套空分设备同时投入运行。来自低压板翅式换热器的污氮气在蒸汽加热器内被加热到175,然后进入分子筛吸附器,使分子筛在高温、低压下解吸,恢复吸附功能。再生气先进入蒸汽加热器(E6301)右侧换热管内的冷凝水换热,然后与左侧换热管内的蒸汽换热,使再生气被加热到需要的温度,蒸汽变为80 的冷凝水,通过LV63201阀进入冷凝水管网供给用户。分子筛纯化系统流程如图1所示。35图1 分子筛纯化系统流程示意图112 设计参数蒸汽加热器采用立式翅片管式设计,外形尺寸为 2100 mm5944 mm,出口冷凝液温度80,加热气设计流量53700 m3/h,设计参数见表1。表1KDON245000/30000型空分设备分子筛纯化系统蒸汽加热器设计参数参 数设计值管程介质低压蒸汽操作压力1127 MPa操作温度194(饱和)设计压力1158 MPa设计温度250加热时蒸汽流量416 t/h壳程介质污氮/空气进口温度23出口温度180操作压力01015 MPa设计压力0118 MPa设计温度2502 蒸汽加热器泄漏现象2009年5月24日00:00以前,蒸汽加热器出口污氮气水含量AI63204一直正常,在01210-601810-6之间波动;5月24日00:00开始,AI63204有轻微波动,当天最高值为312510-6;5月25日 27日AI63204波动较频繁,最高值为1010-6(最高量程),最低值为414810-6;5月26日仪表人员检查在线分析仪,工作正常;5月27日开始现场手动分析,并将分析结果与在线分析的进行比对;6月1日将AI63204分析仪的量程改为05010-6,在线分析的最高值为5010-6,最低为318810-6;6月2日将AI63204分析仪的量程改为010010-6,在线分析的最高值为10010-6,最低值为613610-6;6月3日,按照杭氧设计人员的建议和要求,封闭氮气接口法兰,在蒸汽加热器液体侧加盲板后,蒸汽加热器出口污氮气水含量无下降迹象,最低值仍为201510-6。可见,蒸汽加热器蒸汽进汽侧存在泄漏现象,造成加热时污氮气水含量升高。3 蒸汽加热器泄漏的临时处理措施在确认蒸汽加热器存在泄漏后,采取在分子筛加热和吹冷时进行露点温度分析的措施,同时监控分子筛吸附器出口空气中二氧化碳含量,防止二氧化碳穿透分子筛进入冷箱,造成板翅式换热器堵塞。从检测结果来看,直到6月10日更换蒸汽加热器换热器管芯时,分子筛吸附器出口空气中二氧化碳含量一直正常(01310-6),但分子筛吹冷和加热时的露点温度在更换前呈逐渐升高趋势。分子筛吹冷和加热时的露点温度变化情况见表2(分析点为蒸汽加热器后V63264排放阀)。45表2 分子筛冷吹和加热时的露点温度变化情况时间露点温度/分子筛工作状态2009206201-7114R6301B吹冷2009206202-6816R6301A吹冷2009206203-7413R6301B吹冷2009206204-7314R6301A吹冷2009206205-6314R6301B吹冷2009206206-6214R6302B吹冷2009206207-6416R6301B吹冷2009206208-5315R6301A吹冷2009206209-5215R6301A吹冷2009206201-4713R6301A加热2009206202-3615R6301B加热2009206203-4813R6301B加热2009206204-3816R6301B加热2009206205-3816R6301A加热2009206206-3716R6302B加热2009206207-3914R6301A加热2009206208-2515R6301B加热2009206209-3015R6301B加热 分子筛吹冷时污氮气的露点温度变化情况如图2所示。图2 分子筛吹冷时污氮气露点温度变化情况 分子筛加热时污氮气的露点温度变化情况如图3所示。在未更换蒸汽加热器换热管组件前,将加热器的底部污氮气侧排放阀N8打开,排放水蒸气含量高的污氮气,以防止泄漏到气侧的水分进入吹冷气和加热气中,影响分子筛的再生过程,降低再生质量。非加热阶段关闭蒸汽进口阀TV63209,在加温阶段开始前10分钟慢慢打开TV63209阀,使设图3 分子筛加热时污氮气露点温度变化情况备慢慢升压加温。在更换蒸汽加热器换热管组件前的这段时间内,空分设备采取降负荷操作,以延长分子筛吸附器的使用时间。4 蒸汽加热器在线更换411 蒸汽加热器在线更换需具备的条件(1)要求新旧蒸汽加热器的安装尺寸完全相符。这一点至关重要,是保证在线成功更换的先决条件。(2)新换热器管芯充水试压完毕。(3)松开所有螺栓,在保证不泄漏的基础上,全部更换成新螺栓,同时去掉一半的螺栓,包括加热器两侧污氮气2个法兰、顶部2个法兰和底部2个法兰的螺栓,以节省拆卸螺栓的时间。(4)施工过程预演。6月9日,试加污氮气侧盲板,用时18分钟。(5)空分设备减负荷运行,在满足客户要求和制氩系统正常运行的基础上,关小空压机进口导叶,降低其出口压力,同时关小液氮回流上塔流量,减少低压空气进塔量,从而减少分子筛纯化系统处理的空气量。(6)在更换蒸汽加热器前的加热周期中,提高加热温度,增加加温效果,尽量不影响分子筛的再生过程,提高加热和吹冷的质量。(7)降低循环水温度,采取了3个措施:一是提高冷冻机负荷;二是增加循环水流量,降低循环水温度;三是增加进水冷塔的污氮气和纯氮气量,降低冷冻水温度。412 蒸汽加热器在线更换的时间分配和选择吹冷(7840秒)、准备均压(60秒)、均压(1080秒)、准备卸压(60秒)、卸压(480秒)、准备并行(60秒)、并行时间(480秒)均可被用于更换蒸汽加热器,总共为10060秒,约2小时5548分钟。根据运行经验,在空分设备减负荷运行的情况下,每只分子筛吸附器的工作时间可以延长45分钟,这样,两只分子筛吸附器共有90分钟的时间可以延续利用。因此,更换蒸汽加热器总共可利用的时间为4小时18分钟。413 蒸汽加热器在线更换的具体实施过程(1)蒸汽加热器降温。通过DCS控制系统关闭降温进水阀TV63210、蒸汽进口阀TV63209,现场手动关闭蒸汽手动阀V60366。降温耗时10分钟。(2)加盲板。将污氮气冷却至40,分子筛吸附器运行程序暂停,手动全开再生气排放阀XV63219,关闭吹冷阀XV63217,开始将蒸汽加热器的污氮气出口法兰打开,加盲板完毕后阀门恢复原来状态,分子筛吸附器运行程序恢复自动运行。共耗时20分钟。(3)同时拆开蒸汽加热器上部4个法兰、封头和下部2个法兰,耗时30分钟。(4)吊出换热器管芯,耗时40分钟。(5)安装就位新换热器管芯,耗时40分钟。(6)上封头把紧,连接管线复位,耗时30分钟。(7)拆除盲板。暂停分子筛吸附器运行程序,手动关闭吹冷阀XV63217。完毕后恢复分子筛吸附器运行,打开排放阀N8和V63264,吹扫并预热蒸汽加热器。共耗时20分钟。5 注意事项(1)做好空分设备停车准备,一旦在4小时18分钟内不能完成在线更换蒸汽加热器,立即按照操作卡启动后备液氧泵和液氮泵外供氧气和氮气,停运主工艺液氧泵、膨胀机,关闭进塔7个空气阀门,空压机、增压机卸载并维持运行。(2)在任何情况下,都要注意防止2只分子筛吸附器都不能工作的尴尬局面出现,决不能将2只分子筛吸附器的能力全部用尽,这就需要计算出在检修过程中继续工作的分子筛吸附器的运行时间。如果检修过程超过了预定时间,则应当在这只分子筛吸附器尚有能力净化并足以保证完成另一只分子筛吸附器再生过程所需要的空气量之前。对空分设备进行临时停车处理。(3)在蒸汽加热器更换期间,当班人员应密切监视分子筛吸附器出口空气中二氧化碳含量,不能超过01610-6,如超过则应立即启动后备液氧泵外供氧气,停运主工艺液氧泵和膨胀机,关闭进塔7个空气阀门,空压机、增压机卸载并维持运行。(4)在施工期间,蒸汽加热器内温度降低至40 以下时才允许人员进入,以防止检修人员被烫伤;分子筛吸附器循环操作时必须谨慎,至少要两人确认后才能动作;检修人员进入加热器内之前必须分析其中的氧含量,氧含量合格才能进入施工。(5)蒸汽加热器底部连接到气液分离器的2条管线,由于未提前安装导向管,给安装就位增加了难度。今后可在设计蒸汽加热器时加以改进,在不影响整体换热效果的基础上,应该将管口移至易于安装的位置,使装配更加简易可行。6 结束语蒸汽加热器换热管组件整体更换过程总耗时2小时30分钟,时间紧凑,安排合理。蒸汽加热器在线更换,提高了空分设备运行的可靠性,减少了非计划停车的损失,为企业增加了经济效益。梅塞尔向世界级大医院供气梅塞尔中国报道,梅塞尔与医疗服务集团公司VAMED签订了一份5年期的合同,将向维也纳综合医院供应所有用气。维也纳综合医院是世界第二大医院。梅塞尔的供气范围包括了所有的医疗和工业钢瓶气、液氮、液氧和液氦,此外,还需要向个别临床部门提供干冰块,向实验室和研究所提供试验气体。梅塞尔在维也纳综合医院现场安装了气体存储系统,并且提供相关的管理服务。通过使用SALSA网络销售软件,并在梅塞尔的BABEL钢瓶跟踪系统的支持下,能对钢瓶的流动进行电子记录。液态储罐的充装液位则由FEWIS遥测系统进行监测。本刊65