韩智勇
中天合创能源有限公司 内蒙古鄂尔多斯市017300
摘要：
结合煤化工配套特大型空分装置的安全管理实践，对空分装置运行中的单元操作、检修及停开车等三个重点过程中的安全要素进行探讨，提出了一些防范措施与对策。
关键词：空分装置；风险管控；直接作业环节
随着煤化工产能的不断扩大，配套的空分装置的规模也逐渐扩大到单套8万级以上，产品氧气的压力也达到了8.6MPa甚至更高。为满足煤化工装置连续运行的生产需要，此类空分装置一般采用安全性高的内压缩流程。这就需要高度关注空分装置的安全属性，严格防范安全风险。本文将从工艺指标控制、检修过程安全监控、人员安全意识培养、仪表自控等方面进行探讨，并结合管理实践提供解决方案，保障空分装置能够安全稳定运行。
1、严格控制工艺指标，做到本质安全
1.1原料空气质量
煤化工配套空分装置一般处于工业园区，园区内企业的排放可能相互影响，造成空分装置空压机入口的原料空气中二氧化碳、硫化氢、氨气等含量高，严重制约空分设备安全运行。为此，需要从以下四个方面来应对：
1) 在装置设计时应对周边环境进行分析。运用专业模拟软件对装置周边污染源进行污染物扩散模拟，得出初步结论后合理布局空压机吸入口位置。
2）选用高效大容量带无纺布的空气自洁式过滤器。若煤化工选址在西北风沙频繁地区，建议保留100%及以上的富余处理量，以应对春季扬沙天气。在空气自洁式过滤器外围加装无纺布并定期更换，能有效避免春季的柳絮附着在滤筒上，延长滤筒使用周期，减小空压机吸入口的压降，同时能确保空压机叶轮相对干净，避免不规则的粘附恶化转子动平衡，保障机组性能稳定，延长运行周期。
3）深入研究分子筛吸附器填料属性。空分装置运行中，原料空气各参数尽可能控制在分子筛吸附器设计范围内，严格工艺指标管理，以保留吸附余量来应对突发污染事件，保障空分装置安稳生产。
4）空压机吸入口安装在线CO2含量分析仪。煤化工配套特大型空分装置空压机吸入口每小时吸入空气量均在几十万立方米，每小时吸入的CO2总量还是比较可观的，传统的手动分析结果相对滞后，取样点或不具有代表性，无法及时反映空气质量，不能有效指导操作人员采取措施调整分子筛吸附器运行程序，给空分运行积下了安全隐患。为确保操作人员能及时掌握单套空分空压机空气吸入口CO2含量变化并采取相应的应急措施，防止超设计负荷的CO2穿透分子筛吸附器，造成板翅式换热器换热通道及膨胀机入口过滤器被干冰等堵塞，非常有必要在各套空压机吸入口安装在线CO2含量分析仪（单套空分空压机吸入口CO2含量不能代表其他套的空分空压机吸入口CO2含量），替代早期手动分析。
1.2单元操作安全要点
1.2.1预冷系统操作
预冷系统安全操作的要点是避免空冷塔出口压缩空气中夹带游离水，加重分子筛吸附器运行负荷。设计上要设置除沫器等设施放置带水现象的发生，运行过程中要求注意以下几点：
1）关注循环水水质变化。须保持与总调的密切联系，掌握循环水场加药情况，杜绝因药剂变化或加药量太大等因素引起循环水在空冷塔内部发泡造成雾沫夹带制约装置安全运行。
2）研究低温水分布情况，利用检修机会及时清理低温水盐析出的固态析出物，避免低温水盐析造成分布器及散堆填料通道堵塞。
3）循环冷却水经过水冷塔冷却，温度由入口的30℃降至出口的10℃左右。随着温度的降低，溶解在循环冷却水中的盐将会析出固态盐，附着在空冷塔的散堆填料上，或空冷塔的低温水分布器上，造成换热效果下降，影响预冷系统降温效果，制约装置安全运行。
4）装置开车阶段，空冷塔应先通气直至压力稳定后再启动冷却水泵，避免气速过大造成雾沫夹带将游离水带入后系统。
1.2.2低温精馏系统操作
控制主冷中碳氢化合物中含量低于设计允许值，确保低温精馏系统安全可靠运行，是精馏系统安全操作的要点。
1）确保分子筛吸附器工作正常。定期校验分子筛吸附器出口CO2含量在线分析仪，以保障分析指标真实可靠，确保低温换热系统工作正常。
2）加强对主冷中碳氢化合物的监控。日常操作中，实时查看在线分析仪的数值变化趋势，如遇个别指标有上升趋势，应认真对待，安排对主冷进行排液1-2小时，直至分析指标回归正常。
3）定期检查冷箱的防雷防静电接地设施。
4）定期检查冷箱密封气的投用情况，最大限度地降低冷箱跑冷。
2、强化检修过程风险管控，夯实安全基础
2.1机组检修
机组交出检修前，必须对润滑油泵等动设备进行停机断电处理，防止意外事故发生。机组交出检修前，必须将蒸汽等介质退出到界区外，待机组自然降温至满足检修条件，防止高温烫伤检修作业人员。
2.2预冷系统检修
1）空冷塔及水冷塔交出检修前，按顺序先开塔体上部人孔再开底部人孔，必须对塔体进行强制通风处理。低温水泵和循环水泵必须做断电处理，关闭与循环水系统连通的阀门，关闭纯化系统程控阀并做好交底，确保液位排空后及阀门处于关闭状态方可进入内部进行检查
2）水冷塔交出检修前，必须从本质上切断水冷塔与污氮系统的联系，在关闭污氮阀门后再切断该阀气动执行机构的仪表空气，电磁阀做失电处理，确保水冷塔处于切出状态。
2.3低温泵检修
低温泵检修涉及低温冻伤、氮气窒息等危险因素，在检修过程需要格外关注。
1）低温泵交出检修前，必须排液、加温置换直至合格。在导通加温气盲板的过程中，需注意防止管道内残留的低温液体溢出造成人身伤害，在检查确认泵进出口及回流阀关闭的情况下，作业人员须穿戴好劳动保护用品方可进行相关作业。
2）低温泵泵箱内部检修前，必须提前24小时以上关闭泵箱密封氮气，防止泵箱角落积聚氮气对人身造成伤害。
3、坚持安全技能培训，提升全员素质
人员安全意识的提高是主动安全的必要条件，基层管理人员及操作人员如缺乏安全培训教育，对周边的环境变化缺乏防范意识，对空分装置运行过程或检修阶段缺乏风险认识，将导致空分装置安全风险增大。
机械地应付安全培训工作很难确保工作人员的参与积极性，学习效果也得不到检验。基层安全培训工作必须完善安全培训的效果评价体系，在安全培训后对培训内容及时组织考试，考察工作人员的掌握程度，可以大幅度提升培训有效性。将考试参与情况及成绩纳入奖金考核体系，对于没能通过考核的工作人员进行考核，也能避免培训过程参与程度不高的现象。不断优化安全培训效果评价体系，促使全员参与安全培训，提升工作人员安全意识，最大限度地降低装置的安全隐患。
4、强化仪表控制系统的作用
现代化空分装置的安全运行离不开仪表控制系统的完好支撑。提高自控率，减少人为操作因素造成的隐患，应成为提升空分装置安全管理的一道共识。联锁保护系统是装置安全的重要屏障，必须确保100%投用，以确保各种因素处于失控状态下系统能安全地停车，确保设备安全及人身安全。
5、结语
空分装置安全运行管理是一项复杂的系统工程，需要运行人员全员参与，需要工艺、设备、仪表、电气等各个专业的积极配合与协作，辨识影响空分装置运行的安全因素，及时消除空分装置运行、检修及开停车过程中的安全隐患和消极因素，确保空分装置安稳长满优运行。