王国海
北营能源总厂 辽宁 本溪 117017
摘要: 介绍北营能源总厂 20000m3/ h 制氧机组空分设备分子筛纯化系统出口空气中二氧化碳含量高的故障分析及处理。
关键词: 空分设备; 分子筛吸附器; 二氧化碳
beiying ENERGY GENERAL plant 20000m3 / h air purification system export sieve high content of carbon dioxide fault analysis and processing
Wang Guohai
(Beiying & Steel Co.Ltd energy general plant)
ABSTRACT: Introduce beiying energy general plant 20000m3 / h air purification system export sieve high content of carbon dioxide fault analysis and processing.
KEY WORD: Air separation equipment；Molecular sieve adsorber；Carbon dioxide
1 空分系统简介
北营能源总厂KDONAr－20000/40000/480型制氧机组，由四川空分设计、制造、安装，于2007年10月投产，采用分子筛净化空气，增压透平膨胀机制冷；采用规整填料技术及全精馏制氩的流程；产品氧气采用自增压出冷箱后再外压缩，产品氮气采用外压缩。该机组自投产以来各参数都在设计范围之内，运行稳定，作为化肥氧气、氮气的直供机组（多余气体供炼钢）能够满足化肥厂气体供应。
2 故障现象
.png)
图1 分子筛系统流程图
2019年4月17日，二万立制氧机组2#分子筛使用时CO2含量AIA1203在每次使用末期的数值缓慢升高，最高值也在不断升高。为了避免CO2含量高造成主换热器堵塞，操作工不断减少加工空气量，进分子筛的空气量由正常的100000m3/ h不断减至90000m3/ h；缩短2#分子筛的使用周期；把反吹的污氮压力从10KPa提高到13KPa；把加热污氮量由21000m3/ h增加到26000m3/ h；加热时由投2台电加热器改为投3台电热器等措施改善分子筛活化效果，但出分子筛CO2含量由4月17日的最高值0.4PPM到4月22日最高值增长到3.5PPM，超出正常工作点1PPM，并在现场的卸压管道附近有大量分子筛。
3 故障分析
查阅历史趋势曲线，可知再生和冷吹温度、污氮量均达到要求。
二氧化碳含量高的现象只出现在2#分子筛吸附器工作时 , 1#分子筛吸附器工作时并未超标现象 , 而 1#与 2#分子筛吸附器填装的活性氧化铝和分子筛为同一批产品 , 而且在整个运行过程中 , 运行环境都相同 , 也未发生进水等故障 ,排除分子筛的质量发生变化的原因。
2#分子筛在使用末期含量缓慢升高，并在现场有大量分子筛，说明分子筛床层与氧化铝格栅有缝隙，分子筛在不断的泄漏 , 从而使分子筛床层出现凹坑 , 导致分子筛床层不平整 , 分子筛层薄的地方不能完全吸附二氧化碳 , 使吸附后的二氧化碳含量偏高。根据故障现象判断这种可能性比较大。
4 解决方案和处理过程
根据以上分析结果 , 判定是分子筛床层不平整 , 有凹坑存在 , 造成空气通过分子筛床层时部分二氧化碳吸附不彻底。于是决定在2#分子筛再生时打开分子筛吸附器 , 检查分子筛床层。2019年 4月 23 日 ,在不停产的情况下对20000m3/ h 空分设备 2#分子筛吸附器内部进行检查。在2#分子筛卸压完毕到10KPa时关闭卸压阀V1208，打开均压阀1204，开度保持在10度保证有一定量空气进入，防止污氮气进入分子筛吸附器内造成人员窒息。经测试空气含量合格，打开上部人孔，发现分子筛床层有 1处直径2米的凹坑 , 打开下部人孔后发现进气腔有大量分子筛无氧化铝 , 可见氧化铝和分子筛床层的筛网有泄漏。鉴于此故障至少4小时才能恢复，我厂在汽化保证供气的情况下停机处理。把凹坑处分子筛清理后，发现在两块筛网的交接处的夹层中有分子筛，分子筛在设备运行中不断的泄露到氧化铝中，氧化铝的筛网大于分子筛的直径，分子筛落到入口管道中，在2#分子筛卸压时从卸压口喷出。重新铺上一层筛网平整床层，新填装了 6 桶新的分子筛。检修后空分设备重新开车 , 未出现2#分子筛纯化系统出口空气中二氧化碳含量超标现象。
5 经验教训
（1）点巡检时注意分子筛现场，如发现有分子筛颗粒，及时打开检查，发现问题及时处理。
（2）操作阀门要缓慢，以免对分子筛筛床造成冲击，出现分子筛床层不均匀的现象。
6 总结
我厂现有五套空分机组，两套6000立机组，一套50000立机组，一套20000立机组，一套35000立机组，在制氧系统的所有设备开动才能基本上满足生产需要。现存状况根本没有检修的时间，特别是50000机组和20000机组根本不可能平衡时间彻底的检修和加温吹扫，这对空分安全造成严重的威胁。值得一提的是50000机组是70年代利旧的设备，自2004年投产到今天相继出现氩塔换热器堵塞、分子筛阀门关闭不严、蒸汽加热器泄露等设备故障，在厂领导的合理安排和组织下都没有影响生产，但上述任何一个故障如没及时发现和处理将会造成设备停产一周或一个月也许会更长，这将关系到北营公司的生死存亡。北营公司发展到今天已经具备千万吨钢的生产能力，但氧气供应将成为发展的制约，希望领导引起重视，尽快上空分机组以缓解公司的用气状况。
参考文献：
.png)