1、*故障处理* 大型空分设备冷箱内管道泄漏的 原因分析及预防措施 欧阳小飞 (九江钢铁有限责任公司制氧厂，江西省九江市湖口县 332500) 摘要：介绍了3起大型空分设备冷箱内管道泄漏的现象，从安装、设计和操作方面对管道泄 漏原因进行了分析，认为安装质量不过关是冷箱内管道泄漏的主要原因，最后提出了在设备安装 方面的预防措施。 关键词：大型空分设备；冷箱；管道泄漏；安装质量；预防措施 中图分类号：TB6579 文献标识码：B Cause analysis and precautions of the pipeline leakage in cold box of large scale air s
2、eparation unit 0uyang Xiaofei (Oxygen Producing Factory，Ji iang Steel&Iron Co，Ltd，Hukou County，Ji iang332500， Jiangxi，PRChina) Abstract：Three pipeline leakage phenomena in the cold box of large scale air separation unit are introduced The cause of pipeline leakage is analyzed from the aspects of ins
3、tallation，designing and operationThe poor installation quality is taken as the main cause of the leakageThe precautions of equipment installation are also proposed Keywords：Large scale air separation unit；Cold box；Pipeline leakage；Installation quality；Precautions 大型空分设备因冷箱内管道泄漏无法继续运 行，必须停车进行扒砂处理，严重影
4、响钢铁企业的 正常生产。导致空分设备冷箱内管道泄漏的原因有 很多种，下面结合3个实例，就空分设备冷箱内管 道泄漏的原因及预防措施进行论述。 1 空分设备冷箱内管道泄漏的实例 (1)2004年4月，南方某制氧厂lO000m h 空分设备投产3天后，下塔液空液位急剧下降，冷 箱内压力急剧上升，精馏工况无法正常进行，空分 设备被迫停车加温，进行扒砂处理。扒砂后发现液 空进上塔调节阀V1前变径处断裂，导致大量液空 泄漏。同年7月，南方另一制氧厂也在投产初期出 现了类似的泄漏故障。 (2)2004年，安源钢铁股份有限公司制氧厂 1 空分设备运行了近1个月，冷箱内密封气压力 急剧上升，最高达到25kPa，
5、冷箱下部气体纯度 在设计范围内，而冷箱上部气体纯度异常。后因主 换热器冷箱顶部安全阀喷出大量珠光砂而被迫停 车。加温扒砂后发现主冷氖、氦气引出管根部开 裂，大量氮气喷出，气流将污氮管表面喷成黑色； 粗氩塔靠近冷箱处的仪表管断裂，使粗氩塔的 空气进入冷箱。 (3)2008年8月，九江钢铁有限责任公司制 氧厂(以下简称：九钢制氧厂)老厂区运行了8年 收稿日期：200811 05 作者简介：欧阳小飞，男，1975年生，技师，西安交通大学进修1年，现在九江钢铁有限公司制氧厂从事空分设备管 理工作。 46 的1 空分设备，因冷箱内密封气压力高，冷箱中、 下部气体纯度低于正常设计值，冷箱顶部结霜严 重，精
6、馏工况无法正常进行，被迫停车加温、检 修。扒砂后发现污氮气出上塔安全阀三通底部存在 多处严重泄漏，还有一部分仪表管根部断裂，造成 泄漏。已运行了5年的2 空分设备因冷箱基础温 度低(一178)，部分冷箱基础通风孔结霜，冷箱 底部气体纯度低于设计值；部分仪表管道堵塞，制 氩系统无法建立正常工况。加温后，在扒砂过程中 发现冷箱中、下部有大量液体，并且在扒砂过程中 发生了砂爆现象。扒砂完后，在检漏过程中发现精 氩进粗氩塔回液管阀V757前有一漏点，大量精 氩塔底部液氩进入冷箱内，造成冷箱内珠光砂积存 大量液体，冷箱基础温度下降。 2空分设备冷箱内管道泄漏的原因分析 21安装质量不过关 冷箱内大部分管
7、道泄漏是安装质量不过关，安 装过程控制不严造成的。由于安装不到位而导致冷 箱内管道、容器泄漏主要体现在5个方面： (1)冷箱内管道配管不按规范进行施工，塔内 施工随意性大，未按照图纸要求施工。九钢制氧厂 老厂区1 空分设备液氮进上塔调节阀V3前管道的 水平托架安装随意性就很大，托架被安装在该水平 管道的中间段，而且与水平管道问的预留位置太 小，该管道末端的焊缝虽然没被拉裂，但水平管道 变形较大，影响了进上塔的液氮量。 (2)冷箱内管道管架、阀架的焊接质量不过 关，管道管架、阀架的材料质量和数量不符合要 求。冷箱内管道焊缝的质量可以通过拍片、试压检 漏、裸冷检漏等一系列手段进行监控，但冷箱内管
8、道管架、阀架的焊接质量就完全靠现场人员进行检 查来保证。如果检查人员的技术水平不够或检查不 到位，产生的后果就很严重。如南方某制氧厂的 10000m3h空分设备，开车3天就停车检修，主要 原因为塔内的管架大部分脱落。管架、阀架的材料 几乎都使用了DN40mm的不锈钢管，而DN40mm 以上的不锈钢管使用得很少；安装质量存在问题， 所有管架、阀架很少满焊，大部分是点焊。 (3)管道在施焊前不能借助机械和人力强行对 准，这点在冷箱内管道安装时需要特别注意。应尽 量使管道自然对接，防止管道自身应力的产生。如 管道在施焊前借助机械和人力强行对准，该处焊缝 就很有可能在冷态下开裂，从而产生泄漏。 (4)
9、冷箱内管道焊接时，焊接地线随意搭在设 备上，而焊枪在管道上引弧。如九钢制氧厂2 空 分设备V757阀前管道上的漏点，就是由于施工单 位在冷箱内铝管上随意引弧产生的。 (5)施工完成后应将冷箱内的脚手架等全部清 理掉，避免与塔内管道、容器相碰。如安源钢铁股 份有限公司制氧厂1 空分设备粗氩塔靠近冷箱 处仪表管断裂，就是由于施工单位没有将冷箱内脚 手架全部清理掉，而仪表管道从粗氩塔引至冷箱 壁后，正好被一脚手架挡住，粗氩塔在冷态下向 下收缩，该仪表管道位置也随之下降，被脚手架挡 住后齐根拉断。 22设计不合理，冷箱内安装材料的使用有所欠 缺 冷箱内管道泄漏的原因除了安装质量不过关 外，还有一个原因
10、是设计不合理，冷箱内使用的材 料有所欠缺。例如南方某制氧厂10000m0h空分 设备Vl阀前管道的设计就不合理。液空管道从液 空液氮过冷器出来至v1阀前，管线的具体布置呈 阶梯形，并且没有靠着冷箱布置，而是从冷箱中部 穿过，无法设置托架。该段管线只在阀门前设有1 个托架，而且该托架还没有下支撑。因此，在冷态 下该管线的冷缩力全部集中在该托架上，导致托架 无法承受而断裂，随即冷缩力传递到vl阀前变径 处，致使变径处的焊缝断裂，大量液空向冷箱内泄 漏。 以前冷箱内的仪表管保护架采用DN30mm的 角钢，容易变形，对仪表管道非但起不到保护作 用，反而会“拉着”仪表管一起运动，致使部分仪 表管从根部断
11、裂，形成气(液)体泄漏。现在 16500m3h空分设备仪表管保护架都已采用 DN50mm的角钢。安源钢铁股份有限公司制氧厂 1 空分设备主冷氖、氦气引出管道根部开裂，事 后分析认为该管道的保护架基本没有起作用。因为 该氖、氦气管道从主冷中部引出，到冷箱壁的距离 较远，保护架长度大于3m，又因为该保护架采用 DN30mm的角钢，强度不够，保护架从冷箱壁处 断裂，并“拉着”氖、氦气管道向下运动，造成主 冷氖、氦气引出管道根部受力开裂，大量的中压氮 气(液氮)喷出，冷箱内压力上升，空分设备无法 继续生产，被迫停车扒砂检修。 47 合理设置管架是保证空分设备稳定运行的重要 因素之一。如管道上管架布置得
12、不合理，或垂直管 道上的抱箍将管道“抱死”，没有给管道留出足够 的应力收缩空间，会造成管道变形甚至被拉裂。 2。3频繁的应力收缩 大型空分设备开停车或加温过于频繁，也会对 管道造成很大的疲劳损害。一般来说，空分设备开 车时，容器和管道的温降每小时不允许超过30， 就是出于对冷箱内管道应力收缩的考虑。 3预防措施 空分设备冷箱内管道泄漏，在很大程度上由安 装质量引起，因此为保证安装质量应采取以下预防 措施： (1)熟悉设计图纸(包括工程设计单位的设计 图和建设单位的施工图)和安装技术要求，为及时 发现问题做好技术储备。 (2)督促施工单位提高安装质量，不符合要求 的地方必须进行整改。 (3)空分
13、设备平时的开、停车一定要严格按操 作规程进行，对阀门的操作幅度不能过大，避免温 度和压力剧烈变化，进而损坏空分设备。 4结束语 空分设备冷箱内管道的泄漏对安全生产影响很 大，特别是刚安装好的空分设备就因泄漏而被迫扒 砂检修，将给钢铁企业造成很大的经济损失。因 此，空分设备的安装工作一定要得到各方面的高度 重视，只有在安装过程中对安装质量加以严格控 制，在平时严格按规程操作，才能实现空分设备长 期安全、稳定运行。 中海油福建LNG项目将向莆田等5个城市输气 作为继广东LNG项目之后又一国家战略性项目福 建LNG项目一期工程总投资达240亿元，一期工程包括接 收站和输气干线项目，运输项目，莆田、晋
14、江和厦门3个 燃气电厂以及福州、莆田、泉洲、厦门和漳州5个城市燃 气利用工程等10个分项目，其建设规模为260万ta LNG。其中3个燃气电厂总装机容量350万kW，年发电量 140亿kWh。气源来自印尼东固气田。东固气田是印尼第 三大液化天然气生产中心。 2009年7月26日，福建LNG项目接收了首船来自印 尼东固气田的LNG。首船LNG经汽化后，将由输气干线 将一部分输送至莆田、晋江和厦门3个燃气电厂用于发电， 另一部分输送至福州、莆田、泉州、厦门和漳州5个城市 供居民使用。 根据合同，第一年福建LNG项目还将陆续接卸15船 LNG，累计年供气260万t，为期25年。 本刊 国产首套530
15、00m h化工型空分设备顺利通过鉴定 2009年6月2930 El，由河南省科技厅组织的开封 空分集团有限公司(以下简称：开封空分)国产首套 53000m h化工型空分设备鉴定会在开封召开。河南省科 技厅副厅长贾跃，开封市科技局局长牛西岭、副局长李成， 河南煤业化工集团总工程师马耕、董事王镭、技术中心主 任辛新平，永煤公司副总经理刘亚伟、总工程师邢奇生， 开封空分公司领导王伟、王洪洋、倪受俊、王忠建等出席 了会议。有关院校及设计院知名教授、专家也受邀参加了 会议。 按照鉴定大纲的要求，成立了鉴定委员会，西安交通 大学教授厉彦忠为主任，包钢设计研究院教授级高工侯金 生、华中科技大教授舒水明为副主任。 48 开封空分公司副总经理王忠建向与会人员详细介绍了 KDON5300081000型空分设备的各项技术参数、设备流 程及研制情况。龙字煤化工公司制氧厂负责人介绍了 53000m h化工型空分设备的安装、开车及运行情况。鉴 定委员会成员听取了课题组对该套设备的情况汇报，审阅 了相关技术资料，还莅临53000m h空分设备现场，对设 备进行了实地考察。经质疑和讨论，鉴定委员会的鉴定意 见如下：开封空分提供审查的鉴定资料完整、数据翔实、 内容清晰，符合鉴定要求；该套空分设备属国内领先，达 到国际先进水平，同意其通过鉴定。 本刊
