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空分裝置制氬操作比較復(fù)雜？
2019-06-10
全精餾制氬就是在粗氬塔中進(jìn)行氧一氬分離，直接得到氧含量小于1×10-6 的粗氬，在精氬中再進(jìn)行氬一氮分離，得到純度為99.999%的精氬產(chǎn)品。
隨著空分技術(shù)的飛速發(fā)展和市場(chǎng)的需求，越來越多的空分裝置采用了無氫制氬流程來制取高純度氬產(chǎn)品。但由于制氬操作相比較復(fù)雜，很多的帶氬空分裝置沒有提氬，一些投運(yùn)氬系統(tǒng)的裝置由于用氧工況的波動(dòng)，操作水平的限制等因素造成運(yùn)行狀況不盡如人意。通過以下淺顯步驟說明，使操作人員能夠?qū)o氫制氬有個(gè)基本了解！
制氬系統(tǒng)的調(diào)試
* 全開工藝氬出粗氬塔進(jìn)精氬塔前放空閥V766；粗氬塔I底部液體吹除、排放閥V753、754（需24～36小時(shí)）。
* 全開工藝氬出粗氬塔I去精氬塔閥V6；精氬塔頂部氬側(cè)不凝氣排放閥V760；精氬塔、精氬量筒底部液體吹除、排放閥V756、V755（預(yù)冷精氬塔可與預(yù)冷粗氬塔同時(shí)進(jìn)行）。
檢查氬泵
* 電控系統(tǒng)――接線、控制、顯示是否正確；
* 密封氣――壓力、流量、管路是否正確且不漏氣；
* 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向――點(diǎn)動(dòng)電機(jī)，確認(rèn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向正確；
* 泵前后配管――檢查確認(rèn)管路系統(tǒng)通暢。
全面檢查氬系統(tǒng)儀表
① 粗氬塔I、粗氬塔II塔阻力（+）（-）壓管、變送器及顯示儀表是否正確；
② 氬系統(tǒng)所有液位計(jì)（+）（-）壓管、變送器及顯示儀表是否正確；
③ 所有壓力點(diǎn)取壓管、變送器及顯示儀表是否正確；
④ 工藝氬流量FI-701（孔板在冷箱內(nèi)）（+）（-）壓管，變送器及顯示儀表是否正確；
⑤ 檢查所有自動(dòng)閥門及其調(diào)節(jié)、連鎖是否正確。
主塔工況調(diào)整
* 在保證氧純度的前提下拉大氧氣產(chǎn)量；
* 控制下塔富氧液空36～38%（液氮節(jié)流進(jìn)上塔閥V2）；
* 在保證主冷液面的前提下減小膨脹量。
粗氬塔積液
* 進(jìn)一步預(yù)冷至氬塔溫度不再下降的前提下（吹除、排放閥已關(guān)閉），微開（斷續(xù)）液空節(jié)流進(jìn)粗氬塔I冷凝蒸發(fā)器閥V3，使粗氬塔冷凝器間斷工作產(chǎn)生回流液體，將粗氬塔I塔填料冷透，并積聚在塔底一部分；
提示：初次開V3閥時(shí)密切注意PI-701壓力的變化不要?jiǎng)×也▌?dòng)（≤60KPa）；觀察粗氬塔I底部液位LIC-701液位的從無到有，一旦漲到1500mm～滿量程之間時(shí)，結(jié)束預(yù)冷關(guān)閉V3閥。
預(yù)冷氬泵
* 開泵前截止閥；
* 先開泵前吹除閥V741、V742冷泵前管道；
* 微開（斷續(xù)）泵后吹除閥V737、V738直至液體連續(xù)噴出。
提示：此項(xiàng)工作首次是在氬泵供應(yīng)商指導(dǎo)下進(jìn)行；安全問題防止凍傷。
啟動(dòng)氬泵
* 全開泵后回流閥，全關(guān)泵后截止閥；
* 啟動(dòng)氬泵后全開氬泵后截止閥；
* 觀察泵后壓力應(yīng)穩(wěn)定在0.5～0.7Mpa(G)。
投粗氬塔
① 啟動(dòng)氬泵后，開V3閥前，LIC-701液面會(huì)因液體損耗不斷下降，啟動(dòng)氬泵后應(yīng)盡快打開V3閥，使氬塔冷凝器投入工作而產(chǎn)生回流液體；
② V3閥開度要非常緩慢，否則主塔工況會(huì)產(chǎn)生大的波動(dòng)，影響氧純度，粗氬塔工作后打開氬泵送出閥（開度視泵后壓力而定），最終送出閥及回流閥配合至穩(wěn)定住FIC-701液位；
③ 觀察兩個(gè)粗氬塔阻力，正常粗氬塔II 為3KPa、 粗氬塔I為 6Kpa；
④ 投入粗氬時(shí)應(yīng)密切觀察主塔工況；
⑤ 阻力正常后要經(jīng)較長時(shí)間主塔工況才能建立，所有上述操作都應(yīng)小幅、緩慢；
⑥ 初次投氬系統(tǒng)阻力正常后至工藝氬含氧量達(dá)標(biāo)～36小時(shí)；
⑦ 氬塔工況建立初期，應(yīng)減少工藝氬的取出量（15～40m³/h）以利于純度的提高，當(dāng)純度接近正常時(shí)，應(yīng)適當(dāng)拉大工藝氬流量（60～100m³/h），否則易造成氬塔濃度梯度的失衡而影響主塔工況。
投精氬塔
① 工藝氬含氧量正常后，應(yīng)逐步打開V6閥關(guān)小V766將工藝氬導(dǎo)入精氬塔中；
② 精氬塔液氮蒸汽閥V8全開或投自動(dòng)，控制精氬塔冷凝蒸發(fā)器氮側(cè)壓力PIC-8 在45Kpa；
③ 逐漸打開液氮進(jìn)精氬塔冷凝蒸發(fā)器閥V5，使精氬塔冷凝器工作負(fù)荷加大；
④ V760適當(dāng)打開，投精氬塔初期可全開，正常后可控制精氬塔塔頂不凝氣排放FI-702流量在2～8m³/h；
⑤ 精氬塔PIC-760在工況稍有波動(dòng)時(shí)極易出現(xiàn)負(fù)壓，負(fù)壓會(huì)造成冷箱外濕空氣倒吸入精氬塔中，冰凍結(jié)在管壁及換熱器表面造成堵塞，因此應(yīng)杜絕負(fù)壓產(chǎn)生（控制V6、V5、V760開度）；
⑥ 當(dāng)精氬塔底部液面有～1000mm時(shí)，微開精氬塔塔底再沸器氮路閥V707和V4，視情況掌握開度，開得過大會(huì)增加PIC-760的壓力，造成工藝氬FI-701流量減??；開得太小，精氬塔壓力波動(dòng)幅度較大，工況不穩(wěn)定，控制PIC-760精氬塔壓力為10～20KPa最好。
氬餾份含氬量調(diào)整
氬餾份含氬量的多少?zèng)Q定了氬提取率的高低，直接影響氬產(chǎn)品的產(chǎn)量。適當(dāng)?shù)臍屦s份含氬量為8～10％。影響氬餾份含氬量的因素主要有以下幾方面：
* 氧氣產(chǎn)量——氧產(chǎn)量越大氬餾份含氬量越高，但相應(yīng)氧純度會(huì)越低，氧氣中氮含量越高，氮塞的危險(xiǎn)性越大；
* 膨脹空氣量——膨脹空氣量越小氬餾份含氬量越高，但膨脹空氣量越小液體產(chǎn)品產(chǎn)量越?。?br />
* 氬餾分流量——氬餾分流量即粗氬塔負(fù)荷，負(fù)荷越小氬餾份含氬量越高，但負(fù)荷越小氬產(chǎn)量越小。
氬產(chǎn)品產(chǎn)量調(diào)整
當(dāng)氬系統(tǒng)工作平穩(wěn)正常后，需調(diào)整氬產(chǎn)品產(chǎn)量使其達(dá)到設(shè)計(jì)工況。主塔的調(diào)整按第5條進(jìn)行。氬餾份流量取決于V3閥的開度，工藝氬流量取決于V6、V5閥的開度。調(diào)整的原則應(yīng)盡量緩慢！甚至可以每天增加僅各閥門1％的開度，使工況經(jīng)歷純化系統(tǒng)切換、用氧變化及電網(wǎng)的波動(dòng)。如氧純度、氬純度正常，工況穩(wěn)定的話，可繼續(xù)增加負(fù)荷。如某工況有變壞的趨勢(shì)，說明工況已到極限，應(yīng)加以回調(diào)。
氮塞的處理
什么是氮塞？冷凝蒸發(fā)器負(fù)荷下降甚至停止工作，氬塔阻力波動(dòng)下降，直至0，氬系統(tǒng)停止工作，這種現(xiàn)象叫做氮塞。保持主塔工況穩(wěn)定是避免氮塞的關(guān)鍵。
* 輕微氮塞的處理：全開V766、V760并適當(dāng)減小氧產(chǎn)量，如能穩(wěn)住阻力不再下降，當(dāng)進(jìn)入氬系統(tǒng)的氮?dú)馀磐旰?，全系統(tǒng)可恢復(fù)正常工作；
* 嚴(yán)重氮塞的處理：一旦出現(xiàn)粗氬阻力急劇波動(dòng)，并在短時(shí)間內(nèi)變成0，表明氬塔工況垮掉了，這時(shí)應(yīng)全開V766、V760，全關(guān)氬泵后送出閥，全開氬泵后回流閥，全關(guān)V3，盡量使氬塔內(nèi)液體留在氬塔內(nèi)，以免進(jìn)一步破壞氧純度適當(dāng)關(guān)小氧氣產(chǎn)量，等主塔工況逐步恢復(fù)正常后再重新投入氬塔。
氬系統(tǒng)工況的精細(xì)控制
① 由于氧－氬的沸點(diǎn)較為接近，氧－氮的沸點(diǎn)差值相對(duì)較大。從分餾的難易程度上來說，調(diào)氬的困難程度遠(yuǎn)大于調(diào)氧。上下塔阻力建立后1～2個(gè)小時(shí)氧純度可達(dá)標(biāo)，而氬塔阻力建立后正常操作約需24～36小時(shí)氬中氧純度才能達(dá)標(biāo)。
② 氬系統(tǒng)工況難建易垮，系統(tǒng)復(fù)雜，調(diào)試周期長，稍有不慎工況就可能在短時(shí)間出現(xiàn)氮塞而垮掉。如能按13條正確操作，保證氬塔中積存的氬組分的總量，再次建立粗氬塔阻力至氬中氧純度正常約需要10～15小時(shí)。
③ 操作者應(yīng)對(duì)流程熟悉，并在調(diào)試過程中具有一定的前瞻性。氬系統(tǒng)的每次細(xì)微調(diào)整均需要較長時(shí)間才能在工況上反映出來，忌諱經(jīng)常、大幅度調(diào)整工況，因此保持清晰的思路，平和的心態(tài)非常重要。
④ 氬提取率的高低受多種因素的影響。因氬系統(tǒng)的操作彈性小，實(shí)際操作中不可能將操作彈性繃的過緊，工況的波動(dòng)對(duì)提取率非常不利?；ぁ⒂猩睙挼扔醚跗椒€(wěn)的裝置提取率比斷續(xù)用氧的煉鋼等要高；煉鋼行業(yè)多臺(tái)空分聯(lián)網(wǎng)要比單臺(tái)空分供氧的氬提取率高；大空分要比小空分的氬提取率高；高水平的精心操作比低水平的操作提取率要高；裝置配套水平高的氬提取率高（如膨脹機(jī)的效率；自動(dòng)閥門、分析儀表的精度等）。
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