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摘要：本文专门针对空分装置出现的故障问题，描述其主换热器冰堵情况的发生，解析其出现这种问题的主要原因，并且采取有效的处理对策，为后期预防和处理这项故障问题提供一定参考价值。
关键词：空分装置；主换热器；冰堵故障；处理对策
某钢铁厂内有一套12000 Nm3/h空分装置，这种空分装置在很久之前就开始土木建设工程，一年之后供出氧气，后期就可以生产出符合标准的亲戚，运用DCS控制系统、增压透平膨胀机以及氮外压缩流程等（如图1）。
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图1 12000 Nm 3 /h 空分装置工艺简图
1故障问题
在一些时间这个空分装置，一次用氧调节临时停车。对膨胀机增压端冷却器以及膨胀机油冷却器等进行酸洗，从而将这项工作的冷却效果提高，后面又再次开启正常出氧。隔天就发生主冷凝为下降以及膨胀量下降等情况，开启另外一个膨胀机依然没有办法将主冷液位下降的问题解决，不惜开启备用的空分装置，停车查找导致这种问题的主要原因。
2解析故障原因及其排查
2.1原因分析
从以上情况中可以看出，加大膨胀量并不能对空气装置的冷损情况缓解，发生主冷泄露问题，通过检验这种装置没有过多跑冷问题，初次解析主换热气换热的效果越来越差。很大程度上会是换热管通道出现堵塞现象，造成偏流，从而将其换热效率降低是空分装置冷损越来越大，体现在主冷液位降低，导致空分装置被迫停车。导致这种问题发生的原因非常多，例如膨胀机的入口过滤器出现堵塞或膨胀机，增压端冷却器发生泄露等问题，这些都会导致问题发生。
2.2排查故障过程
2.2.1分子筛将水带入主换热器
计量工作人员校准分子筛选后的空气中二氧化碳含量多少，分析仪没有任何问题。查询原始数据，通过筛选后可以得到空气当中二氧化碳的含量多少，表明分子筛空气含量多少达到标准，不会出现分子筛将水带入主热换器。
2.2.2 膨胀机的入口过滤器基体堵塞
开启膨胀机入口的过滤器机体可以看出整个过滤器机体被很厚的霜层阻碍，并未出现其他混合物或者污染物体，这个时候就可以判断膨胀机入口处的过滤器基体存在堵塞问题。
2.2.3 膨胀机增压端冷却器泄漏
针对膨胀机增压端冷却器开展密封检验工作：首先可以将其冷却器的一组水管拆卸开，里面充满水，运用气压可以把压力等级提升上规定的范围之内，认真检验铜管有没有出现泄露情况。通过这种密封式的实验可以看出冷却器的铜管出现泄露问题，水会进入到气侧。从这个方面可以清楚判断，空分装置的主热换器出现冰堵故障问题。
3空分装置主换热器的特征
对于空分装置而言，其主换热器属于板翅式热交换设备，其分别由隔板、密封条以及导流片等部件所构成。在临近两个板间可以放置波纹翅片和密封条等构成的夹层，将这样的夹层结合流体的不同方法可以叠放在一起。将钎焊成整体可以组成板束，板束就是板翅式换热器的核心。
第一，传热率非常高，因为波纹翅片对于流体的扰动会使周边不断出现破裂问题，所以会出现非常大的换热系数。其次，隔板以及板纹翅片属于薄薄的一层，有非常强的导入功能，因此可以运用这种设备获得非常高的效率。
第二，轻便小巧。这是由于紧凑并且很多都是铝合金的制作品，目前的钢制、铜制等材料都已经开始大量生产。
第三，适应性很强。板翅式换热器能够适用于各个流体之间的换热以及出现集态变化的相互换热。从流通的布置以及组合当中可以适应逆流、错流以及多股流等各个换热工作情况。从每个单元之间的串联以及并联等组合方法可以达到大型设备的换热需求。
第四，工艺制作过程中要求非常严格，并且过程具有一定复杂性。
第五，轻易发生堵塞、不耐腐蚀，清洗检修难度很大，所以只能用换热介质干净、不易结构和不容易出现沉积和堵塞的等场合。
4故障处理对策
从以上阐述中可以解析导致主换热器冰堵的具体因素，导致这种问题发生的位置在膨胀机增压空气进入到主换热器高压空气的地方从实际工作流程可以得知，冰堵的具体地方没有办法直接从正流通道进行加热，并且还有可能会导致冰堵通道非常长，若开展空分冷箱扒砂加温处理工作，不仅损耗时间还损耗精力。所以开启空压机用出分子筛空气正流通道进行加热主换热器，保证加压的空气通道能够解冻病毒的地方，随后从膨胀机增压端冷却器出口地方加压空气管道接入干空气，拆卸膨胀机的膨胀端入口地方，将增压空气通道上的水分弄干净。
4.1操作工序
第一，扒砂膨胀机冷箱过程中，需要将其膨胀端进口阀拆卸掉，这种设备的侧面打盲板，这其中压端的冷却器出口地方连接好干空气管道，方便需要时能够及时投入使用。
第二，开启空压机。把出口的压力把控在规定的范围以内，空气可以通过分子筛纯化后二氧化碳含量在规定的范围下，缓慢把正流空气慢慢注入到主换热器，开启空气进空分主塔吹除阀确保主换热器每一个通道都能慢慢复热。通过一段时间的慢慢加热，膨胀机进口侧的管道就会有水流出来，这表明冰堵的地方出现解冻。
第三，使用前期连接好的干空道管道逐步向主换热器增压空气管道通入干空气，将增压空气管道的水分吹掉，一直到露点符合标准。
第四，把每个部位都恢复正常，根据正常的空分启动程序启车。
4.2效果
通过一段时间的处理，空分装置主换热器全部恢复正常运转，其氧氮等产晶和产量都符合标准并且达标，主冷液位同样在稳定范围。
5 结语
通过以上对空分装置主换热器冰堵出现故障的处理中，可以总结出以下这些经验教训：第一，一定要对膨胀机增压后的冷却器操作提高重视，特别是在这种装置停车过程中，一定要将冷却水切断开，避免冷却器发生内漏带水。第二，膨胀机增压空气管道上安置露点分析仪，开启空分装置之后需要特别强调增压空气管路的露点变化情况如果出现异样问题，一定要快速采取有效对策。第三，冷却器制作厂家在设计以及制作等过程中进行改善，从而确保设备能够长时间可靠运转。其次，冷却器气侧安置排水阀，日常开启前先要查看有没有出现拍出的问题。对冷却器进行酸洗过程中务必要严谨。第四，对空分装置进行扒砂过程中，一次成本非常高，若冷箱内部发生漏液情况，原则上需要快速避免扒砂，降低因为这项操作而造成的设备及安全风险问题。
空分装置的开启具有一定复杂性，每个阶段都要进行全面考虑，每个阶段又是上下连接、密切关联的，不能有任何疏漏。不然，任何一项疏漏或者不留心的操作细节都会造成设备发生故障，甚至严重的情况会出现意外事故。
参考文献：
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