故障处理ＦＯＮ一５０／１００型分馏塔上塔倾斜的原因及修复刘向苏，张德杰 （山西平阳机械厂动力分厂，山西省侯马市０４３００２１上塔精馏工况恶化 山西平阳机械厂动力分厂１９９３年投产的空分设备，为四川空分设备厂制造的ＦＯＮ一５０／１００型分馏塔，该塔为中压双级精馏，加工空气量为３３０．＇ ／ｈ，设计的氧、氮纯度分别为９９．２％仇和９９．９９％Ｎｚ，正常工作时高压为（（１．８一２．５） ＭＰａ，上塔压力为（０．０５一０．０６） ＭＰａ。下塔压力为（０．５一。６） ＭＰａ，液空液面高度为（１０ － １５） ｃｍＨ，Ｏ，发现皱褶，且有一泄漏点．整个上塔严重倾斜，支撑固定上塔的１２０．． ｘ １２０ｍｍ的木制横梁撑木已完全断裂，断裂的横梁上下错位近２００ｍｒｎ，紧固上塔顶部的卡环及毛毡掉落；靠近冷凝蒸发器上部５００ｍｍ处，一根５０ｍｍ ｘ５ ０ｍｍ的角钢支撑梁也断裂，断裂处上下错位１００ｍｍｏ支撑梁液氧液面高度为（４０一４５） ｃｍＨＺＯ。几年来操作稳定，运行经济，氧气纯度超出设计值，其产量远远高出另外两套空分设备。但在２００ （〕年１１月份，该塔运行参数逐渐变得不稳定，上塔压力忽大忽小，氧液面忽高忽低，用Ｐ－１， Ｐ一２阉调整也失去了以往运行规律，氧氮纯度下降。几天后精馏工况恶化，上塔液面已建立不起来，只好停车。为了尽快恢复生产，首先对膨胀机进行了检 修，并更换了活塞环、吸排气阀杆密封函。按以往的检修经验，怀疑热交换器、塔板处有结霜堵塞现象，故进行了全面的加温吹除。同时对压缩机的二、三级油水分离器及空气进分子筛纯化器前的两个油水分离器进行了全面清理，对纯化器分子筛进行了筛选补充。但投人运行后，上述现象依然存在，并且塔身中部出现结霜现象，问题并没有得到解决。圈７上塔结大冰硅而倾拱示，圈２上塔倾斜的原因 从上塔压力剧烈波动及塔身出现结霜的现象分析，怀疑问题可能出在上塔。因此首先扒塔，将塔内珠光砂全部放出，但在塔下部珠光砂掏净时，上塔顶部尚有近２米厚的大冰碗未完全溶化落下（如图，），从塔顶往下捣，也未能捣落。等到冰碗溶化掉落后，仔细查看，在上塔第１４一１６块塔板处 那么运行这么多年的分馏塔为什么会倾斜呢？该分馏塔的上塔和下塔一样，也是筛板式结 构，塔顶接有补偿分离器，下接冷凝蒸发器，筒的内径为。２６１．５ｍｍ，上塔高５９１５ｍｕｎ，筒中有７７块塔板，筒圈是由０．８二的紫铜板卷成，每隔７５＝ｍ滚压两条同心槽，槽上镶两只圆环，塔板就焊在两只圆中间，其孔板用厚０．８二的黄铜板制成。为了组装方便，每６块塔板做成一节，组装时节与节之间利用翻边咬扣，并用焊锡焊接封死。在长期运行中，保温材料逐渐下沉，分馏塔顶 部外露，塔上部的温度达一１９３９０，这样空气中的水分就凝结在简体上，逐渐结成冰。在分馏塔停运期间，冰层溶化，将保沮材料渗湿，启动运行后又凝结为冰，如此重复，长时间的积累，冰块越来越厚，形成一种蘑茹头状大冰论。由于周围空压机、膨胀机、氧压机运行时振动，加之塔体本身又高又细，大冰碗使上塔偏重，下沉而产生皱摺，塔身倾斜。 收稿日期：２００３一０２－１８作者简介：刘向苏，男，１ ９８＆）年毕业于山西电力专科学院热动力专业，现工作于山西平阳机械厂动力分厂技术室，任制氧站．空调站工程师。制妞机百年华诞盛气体总网技术交流会论文集（２００３．４）２２９故障处理３上塔精馏工况恶化的原因刘向苏，张德杰：ＦＯＮ一５０／１００型分恤塔上塔倾料的原因及修翅 塔板在安装时彼此应互相平行，并和筒中心线垂直、严格的保持水平状态。若分馏塔出现倾斜，运行中塔板上的液体分布就会不均匀，有的地方液体会厚一些，有的地方液体会薄一些，甚至有的地方就会没有液体；而正常的精馏过程是液体从上一氮组分的蒸发量也很少，氧氮分离不充分。所以，整个精馏工况变坏，精馏塔效率降低，氧氮纯度变坏，严重时上塔不会产生液氧。４处理与修复 首先在分馏塔周围搭起脚手架，拆下上塔保温塔壳，熔开第三节与第四节之间的焊锡，取掉皱褶的一节分馏筒，检查塔内各塔板位罗是否歪斜变形，然后将一节好的分谕筒换上，重新焊好。将上塔顶部的木制固定卡圈重新更换，并在原有一道固定架的基础上，在第５６块塔板到６２块塔板间的塔体处，再增加一道固定卡圈；同时，将蒸发器的上部的支撑架重装换新。为了保证塔体垂直，从上塔顶部到蒸发器上部吊一线。用铅垂法每转９００检查一次垂直度，使垂直度允差不大于１／１０００。当所测的值基本相同时，固定上、中卡圈和支撑架，装上保温塔壳。然后将干燥的珠光砂重新填人塔体夯实。为了防止保温材料下沉，将上塔外筒加长Ｉ米，比原来多装了一部分珠光砂，这样可消除由于运行中珠光砂下沉造成的影响。做完上述工作，加温吹除后，投人正常运行， ９小时后氧液面上升到４５ｃｍＫ ｄ柱，氧气纯度达９９．５％．氮气纯度达９９．９９％，各运行参数稳定，整个系统又恢复了初装时的工作状态。块筛板经溢流管流到下一块筛板蒸汽则穿过小筛孔由下向上流动，与筛板上的液体相遇，在两块筛板之间产生鼓泡、泡沫、雾沫，达到汽液充分接触，进行换热换质，气体部分中氧组分冷凝成液体，并放出冷凝潜热．液体部分中氮组分则吸收热量而蒸发，最终达到氧氮分离。汽液在塔板上接触得越充分，这个精馏过程就越完善，也就越有利于氧氮的分离。 在筛板中，只要通过小孔的蒸汽具有一定的速度，液体就不会从小孔中漏下来，分馏塔就会正常工作。 当塔倾斜后，液层薄的地方阻力小，小孔中穿过的蒸汽量就多，液层厚的地方阻力就大，通过的蒸汽量就少，甚至没有。由于塔板上的液体不均，薄处通过的蒸汽量就多，流速很高，与液体接触的时间就短，蒸汽中氧组分不能得到充分冷凝，放出的冷凝热就少，而液体中的氮组分也得不到充分的蒸发；液体厚的地方通过的蒸汽量少，导致液体中Ｖ Ｖ Ｖ ＶＹＹＶ ＶＩｌＶＹＶ１一一》ｌＶＶＶＶＹＩｉ二ｖｖｖｖｖＹｗｖｖｖｖｖｉ二ＶｌｌＹＶＶＩ！四川打造大型化工成套设备川空名列其中 （中国化工报》２００２年１０月３１日报道，四川省正在实施打造重大技术装备的机械产业发展规划，一个引人注目的重点就是打造大型化工成套设备产品链，原则是：师从进口设备，为化工产业发展添加动力。２０多年来，四川省进口的三大套化工装ｆ均以天然气 如四川化工总厂的２０万吨／年合成氮国产化装盆，是中国第一套大型合成叔国产化装２， １０多年来运行良好。为原料，如３０万吨／年合成氛装１， ４８万吨／年和５２万吨／年尿索装Ｒ，其定了四川化工发展的墓础。为消化吸收引进技术，国家安排四川省进行一ｒ大型化工装ｆ国产化工作， 四川省有发展大型化工装备的地区优势，拥有一批技术、装备、科技人才等实力雄厚的大型化工成套设备制造企业。报道列出了９家，其中第４家为四川空分设备（集团）有限公司。〔 转自（气休分离动态，２００３年第２期）（旅福民摘）２３０制妞机百年华诬，气体总网技术文流会论文集（２００３．４）
