空分氩系统停车原因论述

李建珍　朱红利

【摘 要】2013年6月23日28000空分因粗氩塔II液位持续升高，造成氩系统停车，对生产产生了一定影响。我车间就此次停车进行了针对性的分析。

【关键词】空分氩系统；防喘振；气蚀

氩系统相关的工艺流程：

含氩约9.2%的气态氩馏份从主冷上塔相应部位抽出，直接导入粗氩Ⅰ塔的底部，与粗氩Ⅱ塔来的回流粗液氩在填料层进行传质传热，产生精馏，在塔顶得到含氧1～2%的粗氩气进入粗氩Ⅱ塔，底部含氩较少的混合液回到上塔继续精馏。

进入粗氩Ⅱ塔下部的粗氩气，与粗氩冷凝蒸发器回流的粗液氩精馏，底部的粗液氩经液氩泵P3801A/B加压送至粗氩Ⅰ塔上部作为回流液，上升的粗氩气中低沸点组分氩的含量不断提高，最后在粗氩II塔顶部得到含氧≤2ppm、含氩约99.6%的粗氩气进入粗氩冷凝蒸发器板式单元，与下塔来的液空换热，大部分粗氩气被冷凝为液体，作为粗氩Ⅱ塔回流液，一部分工艺氩气送入精氩塔进行精馏。

由以上工艺流程图及工艺人员反映粗氩塔II底部液氩液位LICAS-30702升高，我车间初步分析以下三个因素可导致此次的停车事故：1）V3713阀门关闭；2）V3703A/B打开；3）液氩泵不打量。

我车间相关技术人员调集当天趋势图，针对三个末端因素进行分析。

现将分析过程汇总如下：

原因一：V3713阀门关闭

由图I可以看出：V3713为粗氩塔Ⅱ底部液氩液位调节阀，介质为粗氩回流液。它正常工况下的开度在95%以上，结合当天的趋势图（黄色箭头：V3713控制室给定开度；绿色箭头：LICAS-30702），该阀门在6月23日11：50前均处于98%维持不变，即说明仪表的输出信号一直在全开位未变。

FT-30702为粗氩塔Ⅰ去粗氩塔ⅠⅠ粗氩流量，由图II可见该流量于11：30左右已出现下降趋势，在12：00前跌至最小值。如果是V3713阀门原因那么现场阀门在11：30以后应该为全关或者小开度状态，但是我车间员工于当日11：50左右接工艺人员电话，配合工艺现场检查阀门位置情况时，发现阀门的实际位置处于全开位。检查发现该阀门在控制室输出大于10%的情况下动作正常、阀位准确，即说明在大开度下阀门使用正常，结合趋势图可知V3713在23日的生产过程中一切正常。故此排除V3173关闭这一假设。

原因二：V3703A/B打开

V3703A/B为液氩泵P3802A/B出口压力调节阀。如果V3703A/B阀门打开，在液氩泵打量一定的情况下将造成去粗氩I塔粗氩量减少，回流进粗氩II塔量增多，在数据上显示为液氩泵出口压力降低，粗氩II塔液位升高。

由当日历史趋势图III（绿色箭头为V3703A阀门给定值，黄色箭头为液氩泵出口压力指示），在12：00前该阀门的开度在5%以内，并且给定值未发生较大波动。液氩泵出口压力值PT-30802A指示在11：30前稳定、无波动。

由以上数据可以看出V3703A/B阀门工作正常，可以排除V3703A/B打开这一假设。

原因三：液氩泵P3801A/B不打量

液氩泵P3801A/B作用是将粗氩II塔底部粗液氩加压送入粗氩I塔做回流液，正常工况下液氩泵后压力为0.7MPa。

结合趋势图IV和V（黄色箭头所指为液氩泵P3801A实际转速、绿色黄色箭头所指为液氩泵P3801A给定转速），在趋势图IV、V和VI中可见，于11：30液氩泵控制室的转速给定值没有变化，而现场实际转速却有了小幅上涨，同一时间泵出库压力PT-30802A出现一定幅度的波动。

总结以上情形与“气蚀”现象时候接近。

“气蚀”是一种对泵的损害过程。离心泵在运转时，叶轮内部的压力是不同的，进口处压力较低，出口处压力较高。而液体的气化温度是与压力有关系的；压力越低（或越高），所对应的气化温度也越低（或越高）。如果液体进到泵里的温度高于进口压力所对应的气化温度，则部分液体会产生气化，形成气泡。而当气泡被液体带到压力较高的区域时，由于对应的气化温度相应提高，蒸气又会重新冷凝成液体，气泡迅速破裂。这时，由于气、液的密度相差几百倍，所以在气泡凝结、体积突然缩小的瞬间，周围的液体便以很高的速度冲向气泡原来所占的空间，在液体内部发生猛烈的冲击。这种现象如果发生在叶片的表面，则金属材料因反复受到很高的冲击应力而被侵蚀，所以叫做气蚀。气蚀过程发生时，出口压力波动流动的连续性遭到破坏，泵的流量急剧下降。

由以上的描述可知液氩泵出现“气蚀”现象后可造成泵不打量，粗氩塔II液位持续升高，最终停车。

[责任编辑：杨玉洁]