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摘要：空分装置是通过深度冷冻技术，结合空气中各组分沸点之间的差异，通过对液化空气的精馏流程产生相应的氧气、氮气及稀有气体。在实际的空分装置应用过程中，容易出现氧含量超标的情况，为了提高整体空分装置的运行质量，需要对产生该问题的原因进行充分分析，提出相应的解决措施。
关键词：空分装置；冷箱；含氧量；措施分析
1生产工艺主体装置
在实际的空分设备运用过程中，通过分子吸附能力对整体设备进行预净化，然后通过增压机-透平膨胀机以及相应的精馏技术，对液体进行有效的压缩和精馏。整体空分设备包含众多内容，比如空气过滤设备、压缩设备、空气预冷设备、分子筛纯化系统、分馏塔设备、仪器控制设备、电力控制设备等。
2运行维护过程中产生的问题
以某工厂为例，该工厂的空分装置在多年的生产运行过程中，产生了较多问题，大多数问题通过更换设备、提高技术创新能力以及对工艺参数进行调整等，都能对其进行有效地解决。其中值得探讨的事故为主冷箱低压板翅式换热器泄漏和粗氩进低压板翅式换热器泄漏问题。该空分装置的含氧量为43000m3/h（标态，共有两套空分装置在实际运行过程中产生问题。其中主冷箱低压板翅式换热器泄漏是通过冷箱基座温度、冷箱密封气压力以及换热温差判断出来，工作人员将主冷箱的顶部进行拆开，然后对主冷箱的下部喷洒珠光砂，对整体空分装置进行停车处理。工作人员将主冷箱内部的珠光砂进行倾斜，使得整体空分装置长时间处于半复合下运行，这样会对企业的经济效益产生负面影响。
经过多年的生产运行，经历和处理了许多问题，如更换设备、技术改造、调整工艺参数等，其中值得一提的是主冷箱低压板翅式换热器泄漏和粗氩进低压板翅式换热器泄漏的事故。
在空分装置设备日常的检修与维护过程中，空分主体冷箱常常被工作人员进行忽略，这主要是由于冷箱内部温度较低。设备处于低温环境下，且空隙处充满珠光砂，整体冷箱环境处于全密封状态。工作人员对其检修具有较大的困难，无法直观地观察设备产生的渗漏和低冒现象。为了提高整体设备检修效果，将整体冷箱分为主冷箱和副冷箱，使用碳钢结构从中间进行分割。对密封氮气量进行增大后，开展三次取样分析过程，具体的取样结果如下表1所示。
表1.加大密封氮气量后取样分析结果
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3原因分析
空分装置在停止运行过程中，通过空气复热，帮助工作人员将副冷箱内部的珠光砂进行清洗，然后对设备管道进行清理，使用压缩气体对设备的氧气管道进行冲压。工作人员对高压板翅式换热器及氧气管道进行检查，没有发现相应的泄漏部位。对此进行分析，可能具有以下原因：①设备产生的泄漏点较小，即使温度升高后，也无法轻易查到。②工作人员整体的判断方向产生错误，可能存在其他管道泄漏的可能性。对原因进行有效地分析，判断第二种原因的可能性更大，这主要是由于冷箱内部的氧体积分数在40%左右。由于粗氩管道泄漏，造成氧含量超标，所以需要对低压板翅式换热器进行检查，最终发现低压板翅式换热器的焊缝处发生了泄漏问题。
对低压板翅式换热器焊缝泄漏以及副冷箱氧含量超标的原因进行分析，通过了解判断，其产生故障的原因主要分为以下两个方面。
①在副冷箱内部低压板翅式换热器共有6台，在运行和停止期间换热器的工作状况都是相同的。其中一台换热器产生了泄漏问题，可能是由于焊缝处存在缺陷，使得其在长时间运行过程中发生疲劳运行情况，从而产生故障。并且在副冷箱的运行过程中，没有设置相应的监控技术，经过长时间泄漏，会将泄漏点进行逐渐扩大。
②由于空分系统运行的负荷较低，使得粗氩排放系统氧含量较高，整体的负荷在86%左右。粗氩冷凝器液空回流阀开度较大，使得粗氩冷凝器液位没有达到正常循环所具备的高度标准。
4提高空分装置冷箱运行稳定性的措施分析
4.1对事故进行有效处理
为了对氧含量超标问题进行有效地解决，工作人员可以从以下几个方面进行：①提高整体空分装置冷箱和副冷箱密封气体检查的次数和频率，在日常的设备巡检过程中，工作人员需要通过检测仪器，对冷箱及副冷箱内部的氧含量进行精准测量并及时记录。②控制人员需要对冷箱的压力和温度进行有效的监控，提高冷箱密封器流量的稳定性，如果在监控过程中发现了变化问题需要及时进行处理。③工作人员提高对于粗氩系统的管理重视程度，及时有效地进行调节处理，降低粗氩系统中的含氧量。④提高整体空分装置运行的安全管理水平，如果产生安全隐患，需要在第一时间内进行处理。安装相应的监控系统，制定巡检制度，对工作人员开展安全意识培训，避免一些微小的渗漏问题长时间未得到解决，从而造成巨大的经济损失。
4.2加强设备质量管理
针对气态产品的设备选型气态产品不同于液态产品，对于所含气体纯度的参数值有极高的标准。在操作过程中，对于低温蒸馏技术的使用也有更为优质的考量。因此，在设备选型时应当全面考虑到这一点。如若实际设备并不能同此工艺进行双技术兼容，就无法提炼出高品质的产品，将阻碍整条生产链的运转。并且，特定的分离产品也需要根据对应的吸附剂进行相应的吸附和获取，实施过程中注意压力比值的考量。同液态产品相同的是，气态产品也需要根据所生产产品和生产主体对象的需求作出详细的划分和界定。一般来说，正确区分空分装置生产的产品性能，分次或多次进行生产时，产品的类别就会相对开散，这时就无法大规模地制取和获得。反之，如果一次性大规模地生产一类产品，此矛盾就能够迅速得到化解。在设备的选型上只需要考虑变压吸附后的成效是否与产品分离率成正比，对于所实施的工艺也可以根据所生产的数量和批次进行进一步的分析和制定。
目前的大型空分装置主要应用在重大化工产业之中，比如石油、煤化工行业。通过内外压缩的双工艺输出逐步达成空分装置的完善和突破，保证压力具体规设取值的同时，对于所处安全性、经济性取值有更明确地定位和考量，特别是在设备的盲点提升中更具建设性。
5结束语
综上所述，空分装置在实际运行过程中会产生较多问题，其中冷箱氧含量超标是较为显著的问题之一。要提高设备运行效果，工作人员需要提高安全意识，加大整体空分装置运行的巡检力度，制定专业的设备检修计划，运用检测技术对空分装置各个部位进行精准检测，同时在发生渗漏问题的第一时间内进行解决，使得设备运行具备更高的安全性和稳定性。
参考文献：
[1]朱致欣，江福，叶向忠，等.空分装置冷箱泄漏分析与处理[J].大氮肥，2020，v.43；No.287（01）：6-9.
[2]郑之敬.空分装置爆炸危险性分析与安全技术措施[J].建筑工程与管理，2019，001（005）：P.32-34.
[3]林阳.一起空分装置主冷碳氢化合物含量超标的分析和处理[J].气体分离，2020，No.122（02）：63-64.
[4]王新花，龚恒强.空分装置纯化系统出口二氧化碳含量超标原因分析与处理[J].石油和化工设备，2019，v.22；No.197（11）：49-52.