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[摘 要]简介中金岭南有色金属股份有限公司丹霞冶炼厂4500 Nm3/h空分设备的空气系统空压机及压缩空气补给系统，介绍空冷塔出口压力偏低连锁停机的经过，分析和排查故障原因，阐述采取的处理措施及效果。
[关键词]空冷塔；空压机；压缩空气补给；出口压力；偏低；联锁
中图分类号：TG332 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0046-01
1 事故经过及现象
2012年8月2日，12：35空冷塔液位开始上涨，由设定值1300mm涨到1435mm，将空冷塔回水阀切到手动状态，开大回水阀。同时空冷塔出口压力在降低，由480kpa降至468kpa，空冷塔阻力也在上升由正常的7kpa升到10kpa。12：45空冷塔回水阀开度开到100%，空冷塔液位继续上涨至1497mm，出口压力继续下降至455kpak。12：48水位涨到1530mm出口压力降到446kpa， 空冷塔阻力升到13kpa。打開空冷塔排污口，排出的水中含有气体喷出，并显脉冲式喷出。回水阀开度100%。13：10空冷塔水位涨到1620mm并继续缓慢上涨，出口压力降到423kpa空冷塔阻力超过量程15kpa。13：15空冷塔水位降为1735mm，出口压力下降到410kpa。到13：25左右空冷塔水位1780mm左右，出口压力低于400kpa，联锁停机，冷却泵，冷冻泵，冰机跳停，空压机放空阀全开。
2 可能造成事故的原因分析
（1）仪表问题。如果空冷塔水位测点，空冷塔出口压力测点，空冷塔阻力测点损坏失效，在进空冷塔压缩空气气体压力波动的情况下，也可能出现出口压力低联锁停车。
（2）空冷塔积垢堵塞。
（3）空冷塔底部防涡器损坏。
（4）补充空气短时间大波动瞬间打破空冷塔平衡冲破空冷塔水封，并使空压机受背压影响。
3 原因分析排查情况
（1）关闭空气进分馏塔总阀，开启空压机给预冷系统，纯化系统冲压，启动预冷系统。派仪表人员检查空冷塔的水位测点和空冷塔出口压力测点，对压力传感及变送器等都进行了认真的检查，并都与现场机械装置进行了对照，结果显示仪表一切正常。
仪表确认没有问题后，由于开空冷塔排污口时有气排除和在发生事故时回水管有震动且回水管出口有气体喷出的声音，再结合空冷塔阻力上涨情况，所以确定造成事故的原因很可能是进入空冷塔的压缩空气从冷却水回水管“溜走”。
（2）停预冷系统，停空分系统空压机；打开空冷塔人孔检查空冷塔填料，水分布器，水雾分离器等工作情况和结垢情况。经检查空冷塔填料，水分布器，水雾分离器等没有损坏变型情况，结垢也较少，并用高压水枪冲洗空冷塔，杂质较少。从而排除空冷塔堵塞原因。
（3）派检修人员进入空冷塔底部检查防涡器，发现防涡器磨损较小，不影响防涡器正常工作。排除防涡器损坏这一原因。
（4）由于南方环境温度偏高和空压机设计选型失误造成空分系统进气量不足，所以2012年对空分系统进行了增加空气补给改造，从工厂的空气压缩系统引压缩空气补入空分系统，其流程示意图如图1所示。
图1 从工厂的空气压缩系统引压缩空气补入空分系统示意图
由于空间问题，工厂压缩空气管网到空分设备空压机组出口间的连接没有设置缓冲罐，只安装截止阀，减压阀，止回阀等。
增加空气补充系统前后的一些数据比较：如表1
由于工厂压缩空气剩余量较大，为了节省能源所以以最大补给量将压缩空气补入空分系统，又因为工厂压缩空气其它车间用量不稳定所以使压缩空气压力波动较大，所以进入空分设备的补充空气减压后压力设为0.65Mpa，空分设备空压机组出口压力设计值为0.5Mpa。
经过查看几次空冷塔发生水位上涨和出口压力下降的情况和这次联锁停机时的情况，发现都有个共同点，就是在发生前补充空气压力和工厂压缩空气管网压力都有短时间的大波动。补进空分系统的空气减压后压力在几分钟内下降到0.5mpa以下，几分种后又上升到0.65mpa。所以最后猜测事故很可能是因为补入空分系统的压缩空气在短时间内大幅度波动，一方面使空分空压机受背压影响较大在补充空气无法补入时不能做出及时的调整；另一方面使空冷塔内短时间形成气体涡流，打破空冷塔平衡，使防涡器失效冲破空冷塔水封。
为了验证以上猜测，将补充空气减压后压力降为0.6mpa，减少压缩空气补充量使空分系统空压机的进气开度增加到78%，降低补充空气波动对空分系统的影响。经过以上处理后，空分系统运行稳定，基本没有再出现过类似情况。
4 处理措施
如有类似情况发生，可采取以下措施：
（1）适当增加空分系统补充空气量；并手动控制好空冷塔水位。
（2）在空压机进口阀还有余量的情况下，手动加快进口阀打开速度。
（3）可关小冷冻水和冷却水流量，空冷塔水位在可控范围时，全关回水阀一小段时间。
5 结束语
空分系统的各个系统正常平稳的运行都需要稳定的气源条件，一旦气源发生较大波动就有可能造成破坏预冷系统换热平衡，冲击纯化系统，打破分馏塔分馏平衡等情况，从而造成各种事故的发生。所以要在保证系统稳定运行的情况下最大限度的去节约成本。
[关键词]空冷塔；空压机；压缩空气补给；出口压力；偏低；联锁
中图分类号：TG332 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0046-01
1 事故经过及现象
2012年8月2日，12：35空冷塔液位开始上涨，由设定值1300mm涨到1435mm，将空冷塔回水阀切到手动状态，开大回水阀。同时空冷塔出口压力在降低，由480kpa降至468kpa，空冷塔阻力也在上升由正常的7kpa升到10kpa。12：45空冷塔回水阀开度开到100%，空冷塔液位继续上涨至1497mm，出口压力继续下降至455kpak。12：48水位涨到1530mm出口压力降到446kpa， 空冷塔阻力升到13kpa。打開空冷塔排污口，排出的水中含有气体喷出，并显脉冲式喷出。回水阀开度100%。13：10空冷塔水位涨到1620mm并继续缓慢上涨，出口压力降到423kpa空冷塔阻力超过量程15kpa。13：15空冷塔水位降为1735mm，出口压力下降到410kpa。到13：25左右空冷塔水位1780mm左右，出口压力低于400kpa，联锁停机，冷却泵，冷冻泵，冰机跳停，空压机放空阀全开。
2 可能造成事故的原因分析
（1）仪表问题。如果空冷塔水位测点，空冷塔出口压力测点，空冷塔阻力测点损坏失效，在进空冷塔压缩空气气体压力波动的情况下，也可能出现出口压力低联锁停车。
（2）空冷塔积垢堵塞。
（3）空冷塔底部防涡器损坏。
（4）补充空气短时间大波动瞬间打破空冷塔平衡冲破空冷塔水封，并使空压机受背压影响。
3 原因分析排查情况
（1）关闭空气进分馏塔总阀，开启空压机给预冷系统，纯化系统冲压，启动预冷系统。派仪表人员检查空冷塔的水位测点和空冷塔出口压力测点，对压力传感及变送器等都进行了认真的检查，并都与现场机械装置进行了对照，结果显示仪表一切正常。
仪表确认没有问题后，由于开空冷塔排污口时有气排除和在发生事故时回水管有震动且回水管出口有气体喷出的声音，再结合空冷塔阻力上涨情况，所以确定造成事故的原因很可能是进入空冷塔的压缩空气从冷却水回水管“溜走”。
（2）停预冷系统，停空分系统空压机；打开空冷塔人孔检查空冷塔填料，水分布器，水雾分离器等工作情况和结垢情况。经检查空冷塔填料，水分布器，水雾分离器等没有损坏变型情况，结垢也较少，并用高压水枪冲洗空冷塔，杂质较少。从而排除空冷塔堵塞原因。
（3）派检修人员进入空冷塔底部检查防涡器，发现防涡器磨损较小，不影响防涡器正常工作。排除防涡器损坏这一原因。
（4）由于南方环境温度偏高和空压机设计选型失误造成空分系统进气量不足，所以2012年对空分系统进行了增加空气补给改造，从工厂的空气压缩系统引压缩空气补入空分系统，其流程示意图如图1所示。
图1 从工厂的空气压缩系统引压缩空气补入空分系统示意图
由于空间问题，工厂压缩空气管网到空分设备空压机组出口间的连接没有设置缓冲罐，只安装截止阀，减压阀，止回阀等。
增加空气补充系统前后的一些数据比较：如表1
由于工厂压缩空气剩余量较大，为了节省能源所以以最大补给量将压缩空气补入空分系统，又因为工厂压缩空气其它车间用量不稳定所以使压缩空气压力波动较大，所以进入空分设备的补充空气减压后压力设为0.65Mpa，空分设备空压机组出口压力设计值为0.5Mpa。
经过查看几次空冷塔发生水位上涨和出口压力下降的情况和这次联锁停机时的情况，发现都有个共同点，就是在发生前补充空气压力和工厂压缩空气管网压力都有短时间的大波动。补进空分系统的空气减压后压力在几分钟内下降到0.5mpa以下，几分种后又上升到0.65mpa。所以最后猜测事故很可能是因为补入空分系统的压缩空气在短时间内大幅度波动，一方面使空分空压机受背压影响较大在补充空气无法补入时不能做出及时的调整；另一方面使空冷塔内短时间形成气体涡流，打破空冷塔平衡，使防涡器失效冲破空冷塔水封。
为了验证以上猜测，将补充空气减压后压力降为0.6mpa，减少压缩空气补充量使空分系统空压机的进气开度增加到78%，降低补充空气波动对空分系统的影响。经过以上处理后，空分系统运行稳定，基本没有再出现过类似情况。
4 处理措施
如有类似情况发生，可采取以下措施：
（1）适当增加空分系统补充空气量；并手动控制好空冷塔水位。
（2）在空压机进口阀还有余量的情况下，手动加快进口阀打开速度。
（3）可关小冷冻水和冷却水流量，空冷塔水位在可控范围时，全关回水阀一小段时间。
5 结束语
空分系统的各个系统正常平稳的运行都需要稳定的气源条件，一旦气源发生较大波动就有可能造成破坏预冷系统换热平衡，冲击纯化系统，打破分馏塔分馏平衡等情况，从而造成各种事故的发生。所以要在保证系统稳定运行的情况下最大限度的去节约成本。