柳化富氧造气15000 m3/h空分装置存在的问题及改造

       富氧气化工程是柳化技改项目中最重要的一项工程，其中15000 m³/h空分装置是配套老合成系统富氧造气改造工程的1个项目，主要任务是向老合成系统提供99.5%以上的氧气，老造气系统再用高纯度的氧气和空气配合成50%~60%纯度的富氧气。 但该空分装置在运行中存在如下一些问题。

        1.该空压机组由开封东京空分集团有限公司提供，在机组试车调试时，机组振动大，高压侧振动高达130 μm。对转子做动平衡处理后，振动仍高达100 μm。后与厂家进行多次处理后解决了机组振动大的问题。

        2.机组冷水塔由开封东京空分集团有限公司设计制造，水冷塔溢流口为倒U型，当液位满溢流时，产生虹吸现象，导致水冷塔内液位一直从溢流管外排，直到液位低于排液管口破虹吸为止，这将排空水冷塔液位，导致冷冻水泵汽蚀不打量。冷冻水泵不打量，无冷冻水进空冷塔冷却空气，导致空冷塔出口空气温度高，严重影响纯化系统的吸附；另一方面，因为冷冻水为水与氨换热而来，冷冻水泵不打量，就无水进氨换热器与液氨换热，会导致换热器内残留的水被氨冷却至0 ℃以下，从而冰堵换热器，会胀坏氨换热器。为此，该公司在水冷塔溢流口的倒U型管顶部开1个连通大气的小孔，消除了因溢流问题影响系统运行的可能性。

        3.该空分装置由兰州航天设计院设计，设计时为标高2.5 m的污氮气进水冷塔管设计了1个U型管，将管道标高降至0.5 m地面处，经阀门后再升高至2.5 m进入水冷塔，而水冷塔溢流口与污氮气进口标高高度相同，当水冷塔液位满时，水冷塔内的水则会溢流进污氮气管。另外，该污氮气管线还有一支路将污氮送到纯化器作为再生气，如污氮气管线内有水，将导致污氮气带水进入纯化器，导致纯化器内分子筛吸附能力大大降低，使出纯化器的空气CO₂含量超标，严重影响系统安全运行。针对此状况，该公司将进水冷塔的污氮气管道抬高4.5 m，与空压机二楼厂房高度一致。这样在空压机二楼厂房上即可对污氮气管道阀门进行操作，消除该管道对系统存在的重大隐患。

        4.该空分装置设计有2台膨胀机，由兰州航天设计院设计。原设计2台膨胀机共用1个回流防喘阀，虽然是一开一备，但却无法实现在线倒换，给维修和系统运行造成影响。该公司将2台膨胀机各用1个回流防喘阀控制后，既能实现膨胀机在线倒换，又大大保障了系统安全、稳定、长周期运行。

        5.在系统调纯过程中，液氧产品较难达到99.6%的设计标准，液氮与氮气产品纯度未能达到设计纯度≤10×10^-6。经分析认为是精馏塔中的回流管道较小，上塔回流液不足所致。若冷箱泄砂后对精馏塔回流管进行改造，应该可以解决该问题。

       通过对空分装置存在问题的改造及调试，取得了很好的效果。

      （1）15000 m³/h空分装置送出合格产品后，系统运行稳定，老合成氨系统接收富氧空气作为燃料投用富氧造气炉，产气量提高1.5倍，煤返碳率降低至8%左右。

      （2）氧气产品可外送供651系统，高达18000 m³/h，但氧气用量至16000 m³/h以上时，氧气与液氧纯度仅达98%。

      （3）空分系统产液氧0.8~1 t/h，按年生产8000 h及年产液氧产品6400 t，600元/t计算，则年产生效益384万元。

      （4）氮气产品可达32000 m³/h，但纯度很难控制在含氧100×10^-6以下，有待进一步提高其纯度。