浅析空分塔主冷箱基础结霜现象

石钰龙

（陕西省榆林市神木县神木富油能源科技有限公司,陕西 榆林 719319）

神木富油能源科技有限公司制氢车间空分岗位自2010年10月投产运行以来，运行状况相对良好。期间，因外界电网电力供应不稳定等因素，导致空分紧急停车，系统开停车多次频繁。2011年8月，随着外界环境温度的逐渐降低，发现空分分馏塔过冷器下部基础表面温度缓慢下降，并且冷箱南侧、北侧有结霜现象，且日渐严重。

空分塔保冷箱结霜现象，在深冷空分行业中是不多见的，在我厂是是第一次发生，为此，我们对这一现象进行了分析、研究，并相应采取了一些相应措施。

1 结霜部位分析

结霜部位主要有两处：一为空分塔保冷箱北侧距基础0.2米处，宽度约为0.4m，长度为0.9m，霜层最厚可达2cm。二为空分塔保冷箱南侧距基础0.4米处，宽度约为0.2米，长1.2米，霜层厚度可达1cm，并且两处沿空分塔呈现对称状态。另外，在基础结霜严重时，空分塔保冷箱底部东西两侧四条通风管内部出现部分结霜现象，更严重的通风管直接被堵死。

空分系统在正常运行时，有许多造成冷损的原因，出主板式换热器热端温差急剧增大、保冷材料受潮结块、塔内出现砂眼、阀门连接处发生微，都将成为空分分馏塔塔内冷损现象，而最为直观的表现就是塔体保冷箱外侧发生结霜现象。目前虽不能影响空分分馏塔的正常运行，但长期的泄露将会导致泄露孔隙增大，泄露量增大，导致冷量损失过多，空分无法保证正常液氧液面而被迫停车处理。

2 结霜原因分析

因本厂结霜部位是发生在空分塔保冷箱的基础表面以上，而在空分塔保冷箱下部有多个液体排放管线和吹除管线，如下塔液空、上塔液氧、液氮排放管线，液空去上塔管线、过冷器进出口管线等等，因此，我们通过从冷箱内部结构图、管道布置图、近年来主冷箱内部基础表面温度变化趋势、以及在空分液氧中碳氢化合物等含量偏高，进行排放液氧、液氮时，基础表面温度变化状态等四方面分析，从而彻底排除了各个液体管泄露的可能性。当时，空分塔保冷箱内基础温度参数见下表：

空分塔保冷箱基础温度参数表

虽然排除了液体管泄露的可能性，但是分馏塔内液氧排放管阀门于2012年11月，因阀门内漏，液氧液面持续下降，采取阀后加装盲板运行。对主冷箱内部基础表面温度的影响也彻底排除，但这依然是空分装置正常运行的安全隐患。

最后，我们将研究重点放在了过冷器或附近管道上，根据冷箱内平面布置图，可发现，冷箱外壁结霜点依过冷器下部基础呈对称分布，在过冷器下部基础南、北两侧，各有一条冷箱加温氮气，并且氮气通入口和结霜位置与过冷器在一条南北贯穿直线上，加之在2011年8月至2012年5月，经过几次空压机晃电，在开车过程中注意到，每次停车以后，过冷器基础表面温度有回升趋势，且停车时间越长，回温速率越快，从而可以粗略确定为过冷器顶部或出口管道出现砂眼泄漏。

3 应对措施

针对以上问题，我们进行了深入的分析，讨论，目前我们根据空分分馏塔工艺负荷情况以及塔低各基础表面温度波动，采取如下措施：

3.1 将液氧排放吹除空气重新配管至通风管

为充分解决冷箱基础内部通风管道内部结霜堵塞现象，利用停车检修机会，在液氧排放空气阀前增加DN25管线，并配管至四条通风口，将自然通风更改为强制通风，有效解决过冷器基础表面温度继续下降趋势。

3.2 根据结霜程度，分次调整密封污氮气气量

为能够科学有效的减少泄露产生冷量在分馏塔保冷箱基础表面的积聚，采取对分馏塔保冷箱密封气分次调整，首先将气体关至阀门开度50%，并消除主冷箱底部霜冻部位，观察48小时，记录霜冻面积，而后加大阀门开度，消除主冷箱霜冻部位，并继续观察48小时，经多试验发现，在阀门开度为75%时，能够有效控制霜冻部位的增加趋势。

3.3 加强岗位巡检，定期记录温度变化曲线

为正真、切实掌握塔内基础表面温度变化趋势，要求车间技术人员每天定点核查基础表面温度变化，并对变化趋势记录，通过对温度趋势变化、塔内负荷调整等方面总结，正真掌握塔内泄露随塔负荷、外界温度、通风孔通风量的变化。

过冷器基础表面温度急剧下降直接影响空分装置安全平稳运行，甚至会产生“砂爆”，虽然经车间人员的共同努力，有效掌握塔内变化状态，保证分馏塔保冷箱安全，但既然已经发现存在泄露，监控只能作为暂时应对对策，及早解决漏点将是安全生产的必经之路。