主换热器通道阻塞事故的分析与处理.doc

主换热器通道阻塞事故的分析与处理□技术部肖治湘张冰
摘要：介绍了主换热器阻塞的经过及大加温后的运作情况，分析了事故的原因，提出了有效的解决方案。关键词：大加温；主换热器；负压；阻塞Abstract：Introducingcloggingcourseofmainheatexchangerandoperationafterderiming,analyzingaccidentcauseandputforwardeffectivesolution.Keywords：Deriming;Mainheatexchanger;Negativepressure;Clogging山东某化工有限公司（下文简称：甲方）年产10万吨甲醇大型煤化工项目以焦炉煤气为原料，按照煤化工工艺技术的要求，河南开元空分集团有限公司（下文简称：开元）为其配置了一套制氧能力为6000m3/h的空分设备。此空分设备为分子筛吸附、增压制动膨胀机、填料上塔的全低压流程，于2006年7月份出氧，设备投产以来一直运行正常稳定。事故经过2007年9月13日上午8：30空分设备因后续工艺停车，甲方趁这段时间检修空分，并于9月14日上午8：00再次启动空分系统。甲方所在地污染严重，为空分设备提供的循环水水质太差，致使水冷塔上布水器和填料有明显的堵塞现象，水冷塔换热效果越来越差。9月13日上午8：30停车后，其操作人员忙于处理清洗水冷塔，而忽视了氮气出口管道上所连接的一台1500m3/h的活塞式氮压机在整个空分设备停车后仍保持运行状态，到晚上20：30才得以发现并停氮压机。再次启动空分系统后就出现了氮气送出通道阻力大，出冷箱压力低，氮气流量小，热端温差大（最大值达到8℃）等问题，进而主冷液面始终无法维持。于是，9月14日晚上18：30停膨胀机对整个空分系统进行大加温。待整个系统恢复常温后，9月17日早上6：30，再次启动膨胀机，但工况并无明显好转，于是立请开元技术人员过去。开元技术人员于9月17日下午17：00抵达现场。原因分析由空分设备DCS操作系统上的趋势图显示：停车当日9：00~20：30，上塔压力一直不显示，为负压。但下塔一直都保持着正压的状态。在此期间，其操作人员正在清洗水冷塔。而此套空分设备现场中配管显示，氮气出管道经氮压机吸入阀与氮压机直接相连，经V107气动调节阀与水冷塔直接相连。氮压机吸入阀处于开启状态，V107阀处于关闭状态。污氮出管道经V109气动调节阀与水冷塔也直接相连。V109阀处于关闭状态。事故原因分析由于氮压机在整个空分设备停车后仍在运行，上塔及各送出管道上被抽成负压，负压会使大气中水分吸入管内使管道堵塞。由系统的流程图可以看出，能吸入水分的管道只能是直接从上塔引出的送出气管道，包括氧气送出管道、氮气送出管道、污氮气送出管道等，被上塔负压反吸入管内的水分在冷态下被冻结冰，缚在板式换热器或管道内，致使再冷态开车后送出气管道阻力大。大加温后氮气送出通道阻力仍然过大，是氮压机吸入口法兰连接不严致使本身大量吸入大气中的湿空气返流至上塔途中被冻结及氮气送出管道加温吹除不彻底直接所致。上塔及氮气送出管道上被抽成负压，被负压反吸入管内的大气中水分在冷态下被冻结冰，缚在板式换热器或管道内，致使管道阻力大。当出现如此问题时，一般经过大加温后就可解决。可是，在加温60个小时后，系统已恢复常温态，再开启后为什么氮气管道阻力依旧大呢？据了解，上塔在抽成负压时，正在清洗水冷塔，而且水冷塔的液位始终保持着高的位置，好几次超量程。在此情况下，不能排除清洗水冷塔时所带出的湿空气经V107阀进入氮气通道。再者由于氮压机吸入口法兰连接不严，氮压机的长时间不间断的负压运行，本身会大量吸入大气中的湿空气，而吸入的湿空气一部分往氮压机后压入管网，另一部分在上塔负压的反吸下会沿着氮气送出管道返流至塔内，湿空气中富含的水分在返流途中被低温所冻结，增大了阻力。常规的大加温过程中，上塔只能通过V1、V2阀导入加温空气，而V1、V2为节流阀，口径较小，故系统只能通过很小的加温气量，在没有刻意吹除氮气送出管道的情况下氮气送出管道只能分配更小的气量，故并不能排除氮气送出管道的水分没有全部被带出的可能，而且水在常温下成液态，仅能依靠干燥气体使其蒸发被带出，这样也加大水分被全部吹除出去的难度。可是，污氮送出管道和氮气送出管道同样与水冷塔相连，为什么污氮管道阻力值正常呢？原因有二：一是氮气管道最直接被氮压机带动，负压程度相对较高，可以产生较强的反吸力；二是氮压机本身吸入过多的大气中的湿空气，会沿着氮气送出管道返流至塔内。故加温后污氮送出管道阻力正常而氮气送出管道阻力过大。这也是大加温后其他管道阻力都正常而唯独氮气送出管道阻力大的最根本的原因。同时也说明了从水冷塔吸入的水分并不是事故的最主要的原因，关键是氮压机本身吸入的