第一篇：淺談10000Nm3h制氧機(jī)空分塔檢修工藝應(yīng)用與管理

淺談10000Nm3/h制氧機(jī)空分塔檢修工藝應(yīng)用與管理

1.前言

我鋼鐵公司10000Nm3/h制氧機(jī)為杭氧產(chǎn)品，采用全低壓常溫分子篩凈化，增壓透平膨脹機(jī)制冷，規(guī)整填料技術(shù)及全精餾無(wú)氫制氬的外壓縮流程，是制氧廠生產(chǎn)的重要核心機(jī)組，直接關(guān)系到該公司的生產(chǎn)全局。該套機(jī)組在2004年6月29日和10月6日因冷箱內(nèi)漏液而被迫停機(jī)扒珠光砂檢修，通過(guò)對(duì)這兩次空分塔的檢修，大家提高了大型空分塔檢修工藝技術(shù)水平，增強(qiáng)了檢修管理上的認(rèn)識(shí)，也為確保今后空分塔安全穩(wěn)定運(yùn)行積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)就空分塔檢修中的一些工藝技術(shù)要求及工藝管理與大家進(jìn)行交流。

2.空分塔檢修工藝及管理

2.1空分冷箱的扒砂。

近幾年來(lái)，大型空分冷箱在檢修扒砂時(shí)，一些氣體生產(chǎn)廠家均出現(xiàn)了空分冷箱的“液爆與砂爆”事故，這些事故直接造成冷箱鼓脹和冷箱內(nèi)設(shè)備受到破壞，既大大地加重了檢修任務(wù)又延長(zhǎng)了檢修時(shí)間，從而嚴(yán)重影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)。我們通過(guò)對(duì)一些“液爆與砂爆”事故進(jìn)行了分析和總結(jié)，認(rèn)真做好防范工作，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制訂空分冷箱扒砂操作規(guī)程，確保了冷箱扒砂的安全進(jìn)行。在去年10月份的檢修扒砂過(guò)程中，我們重點(diǎn)抓好以下幾項(xiàng)工作：

2.1.1做好空分塔扒砂前的排液、加溫工作，在具備扒砂的工藝條件后方可進(jìn)行扒砂。

2.1.2做好扒砂前的準(zhǔn)備工作，制定詳細(xì)的扒砂方案。

2.1.3做好安全防護(hù)工作，制定緊急情況下的避險(xiǎn)措施。

2.2冷箱內(nèi)低溫工藝管線的整改：

低溫管道是空分設(shè)備的重要組成部分，隨著空分設(shè)備規(guī)模的不斷擴(kuò)大，冷箱高度不斷上升，對(duì)管道配置提出了新的要求。然而，空分設(shè)備的管路配管都是在常溫下進(jìn)行的，卻在低溫下工作運(yùn)行，溫度的變化會(huì)引起管道的熱脹冷縮，很容易產(chǎn)生熱應(yīng)力。如果應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度極限，管道即有斷裂的危險(xiǎn)。所以，管道的柔性要適當(dāng)，彎頭太多，溫度應(yīng)力比較小，一次應(yīng)力可能上升；彎頭設(shè)置太少，容易造成溫度應(yīng)力過(guò)大，管子拉斷，因此需要仔細(xì)分析。如：上塔至過(guò)冷器之間的產(chǎn)品氮管道，由于塔體往下縮，管道也往下縮，因此彎頭可以考慮少一些，這一類管道還有污氮管（上塔與過(guò)冷器之間），膨脹后空氣送上塔管道等。主塔與氬塔連接的管道，一般彎頭要多一點(diǎn)，容器與閥門連接的管子，彎頭也多一些，以防閥門接壞。液體管道（液空、液氮、污液氮、液氬、液氧）應(yīng)仔細(xì)考慮由于自重（管道自重、液體自重）及外載（珠光砂壓力）造成的一次應(yīng)力，當(dāng)一次應(yīng)力超過(guò)許用應(yīng)力時(shí)，需考慮支架。各種液體管或冷管，應(yīng)盡量靠近內(nèi)部冷容器，而氣體管道可在液體管的外圍，液氧管路在配置時(shí)，不要有過(guò)多的彎曲，尤其下彎處易造成死角，形成乙炔等碳?xì)浠衔锏臐饪s和積累，從而對(duì)安全構(gòu)成很大危脅。

由于冷箱內(nèi)工藝管線復(fù)雜，特別是出現(xiàn)事故后，冷箱內(nèi)管道變形相當(dāng)嚴(yán)重，在整改冷箱內(nèi)管道時(shí)，我們根據(jù)施工資料，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，靈活掌握，但嚴(yán)格遵循行業(yè)有關(guān)安裝規(guī)范。在這次檢修中，一共對(duì)冷箱內(nèi)多處管線進(jìn)行了改動(dòng)，在整改過(guò)程中，我們對(duì)照流程和設(shè)備容器，繪制出每條施工過(guò)的管線圖，在現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)工藝管線走向，并糾正了一個(gè)重大錯(cuò)誤。檢修隊(duì)伍施工中誤將出過(guò)冷器的兩根管徑（φ158mm）相同的液空、液氮管接反，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，那么在以后的查漏和裸冷過(guò)程都很難發(fā)現(xiàn)，將直接導(dǎo)致10000制氧機(jī)開機(jī)后將不可避免地再次扒砂，這樣10000Nm3/h制氧機(jī)前后又將是十天左右的時(shí)間無(wú)法生產(chǎn)，那么將給公司的生產(chǎn)造成非常被動(dòng)的局面，由于我廠工藝技術(shù)人員對(duì)過(guò)冷器的結(jié)構(gòu)原理比較清楚，加上工作認(rèn)真細(xì)致，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行了糾正，為公司挽回了重大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3冷箱內(nèi)管架、閥架、儀表護(hù)架的整改：

2.3.1管架的作用一般用于導(dǎo)向或降低一次應(yīng)力（自重，珠光砂垂直壓力等持續(xù)載荷引起的應(yīng)力），盡量少用，同一管線同一方向的管架一般只能采用一個(gè)，或需要利用管架限制管路的冷收縮位移量則應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的應(yīng)力分析。管架一般有兩類：抱箍和托架。設(shè)計(jì)合理的管架對(duì)于配管質(zhì)量和水平有著重要的影響，不合理的管架不僅妨礙了管道的變形，而且產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力，甚至使管道破壞。垂直管道采用抱箍，水平管道采用托架，垂直管的管架一般以設(shè)置在重心上為好。如果是承重管架，則必須抱緊；如果是防震管架，可以不抱緊，但要有一定的間隙。水平段的管道要控制長(zhǎng)度，盡可能少設(shè)托架，因?yàn)樗蕉稳菀鬃冃巍Ｍ纤B接的管道的水平托架必須考慮留有一定間隙，適應(yīng)管道的熱脹冷縮。同下塔相連的管道則可以不考慮留間隙，直接托住管道即可。

管架設(shè)置條件：

2.3.1.1塔內(nèi)垂直管路的管架布置只有在管道垂直距離較長(zhǎng)且又明顯晃動(dòng)或管道本身之間需要特定間隔的情況下設(shè)置，一般布置一只，特長(zhǎng)管可安裝兩只。

2.3.1.2塔內(nèi)水平管路上的管架設(shè)置，一般應(yīng)設(shè)置于空間繞行，較長(zhǎng)或有較長(zhǎng)懸臂的管道下部，托架不能直接接觸管道，應(yīng)考慮管道本身的伸縮量而定h值。如果所托管是與主塔相連可根據(jù)主塔上接管離地距離計(jì)算，按3.5mm/m計(jì),如果該管末端與主塔與相連，則根據(jù)管道垂直距離累計(jì)長(zhǎng)度計(jì)算，仍可按每米收縮3.5mm/m計(jì)。

管架在空分冷箱起著非常重要的作用。因此，杭氧、施工方、制氧廠三方對(duì)塔內(nèi)的容器、管道、閥門等支架、托架逐一認(rèn)真地分析研究，并根據(jù)杭氧圖紙的規(guī)范要求及一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，增加修改支架、托架多處，以確保塔內(nèi)容器、閥門、管道的支撐合理。

2.3.2儀表護(hù)架整改： 塔內(nèi)溫度從20℃下降到-196℃，鋁材質(zhì)的最大伸縮量按3.5mm/m計(jì)，則可算出塔的最大伸縮量，所以對(duì)冷箱內(nèi)儀表管的上下移定距離可對(duì)照更改，在這次檢修中，我們一是儀表管保護(hù)角鐵上移，保護(hù)角鐵用斜撐固定，并用銅絲松馳固定。二是對(duì)變形大的儀表管和有可能斷裂根部的儀表加倒“U”形彎頭，減少根部強(qiáng)拉應(yīng)力。

2.3.3冷閥閥架的整改：

空分設(shè)備冷閥的閥架由三部份組成，一是吊架、二是閥座固定架、三是進(jìn)出口管大小頭保護(hù)架。閥架應(yīng)盡量支撐于冷箱型鋼表面之上，若固定在冷箱壁面板上則需有加強(qiáng)板，焊接時(shí)必須滿焊。特別是進(jìn)出口管上大小頭的保護(hù)架，一定要抱緊，只有這樣，才能起到保護(hù)的作用。由于V1閥進(jìn)口管大小頭處斷裂，引起10000Nm3/h制氧機(jī)10月6日的被迫停機(jī)檢修，所以，在檢修過(guò)程中，我們參照杭氧提供的制作安裝圖，要求檢修施工單位對(duì)冷箱的冷閥閥架進(jìn)行了全部整改，工藝技術(shù)人員和杭氧的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)專家一起，先按要求自行制作了V705冷閥的閥架，然后要求施工方按此閥的制作模式進(jìn)行整改，在整改過(guò)程中，指定工藝技術(shù)人員進(jìn)行質(zhì)量跟蹤，最后由杭氧、施工方、制氧廠三方進(jìn)行逐一驗(yàn)收，對(duì)達(dá)不到要求的提出堅(jiān)決整改，決不松口。

2.4塔內(nèi)管道安裝焊接管理和無(wú)損檢測(cè)：

2.4.1塔內(nèi)管道安裝配置管理:

我們要求焊接施工人員根據(jù)圖紙和規(guī)范要求，編制焊接施工方案，明確施工措施、技術(shù)規(guī)范，并在施工過(guò)程中實(shí)行全過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控，在對(duì)施工隊(duì)伍的焊接管理上，主要抓好以下幾個(gè)方面的環(huán)節(jié)：

2.4.1.1預(yù)制管道是否進(jìn)行脫脂。

2.4.1.2管道組對(duì)焊接時(shí)若要加不銹鋼墊環(huán)，則墊環(huán)的點(diǎn)焊方位要特別注意，一定要弄清楚管內(nèi)介質(zhì)流向。要點(diǎn)焊在順流側(cè)。

2.4.1.3管道坡口是否處理干凈，是否用不銹鋼絲刷至露出金屬光澤，焊絲是否進(jìn)行脫脂。

2.4.1.4坡口組對(duì)時(shí)要求不能強(qiáng)制進(jìn)行，否則應(yīng)力過(guò)大，易引起焊口開裂。

2.4.1.5在配管過(guò)程中存在一些的大口徑三通，在三通處存在著復(fù)雜的應(yīng)力，一般應(yīng)力值都

較大。因此，焊接施工中對(duì)三通的補(bǔ)強(qiáng)給予特別的重視。

2.4.2管道焊縫的無(wú)損檢測(cè)：

空分裝置冷箱內(nèi)大小配管材料均采用鋁鎂合金，主要為L(zhǎng)F2、LF4及LF21。對(duì)接接頭的焊接質(zhì)量決定空分設(shè)備的安全運(yùn)行周期，在熔融狀態(tài)鋁合金容易氧化，由于其物理性能，焊接時(shí)有顯著的收縮或變形。所以，在焊接過(guò)程中易產(chǎn)生較多的焊接缺陷，常見的有氣孔、氧化夾雜物、夾鎢及焊接熱裂紋等，所以嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)、工藝進(jìn)行檢測(cè)，才能有效控制焊接質(zhì)量。在對(duì)焊縫進(jìn)行著色和拍片過(guò)程中，我們指定一名精通工藝的車間主任專項(xiàng)負(fù)責(zé)，對(duì)每一條焊縫的拍片對(duì)照單線圖進(jìn)行標(biāo)號(hào)歸類，對(duì)返修后的焊縫也同樣做好記錄。由于實(shí)行了質(zhì)量跟蹤，同步做好焊接質(zhì)量記錄，將當(dāng)天的每個(gè)焊接口編號(hào)、焊接日期標(biāo)在單線圖上，作好每個(gè)焊口的無(wú)損探傷記錄，并根據(jù)無(wú)損探傷報(bào)告、施工圖紙等做好焊接質(zhì)量記錄，所以，為以后的審片工作提供了較全面的資料。檢修完畢后，為確保焊接質(zhì)量，我們又請(qǐng)了全國(guó)著名焊接專家對(duì)所拍片進(jìn)行再次審片，在審片過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)空分冷箱內(nèi)下部液空出過(guò)冷器一焊縫有較大的質(zhì)量問(wèn)題，而此時(shí)冷箱內(nèi)珠光砂已裝填到三樓平臺(tái)處，但拍片隊(duì)伍又拿不出相應(yīng)的整改記錄，我們及時(shí)找出了自己整理的焊接返修記錄，經(jīng)杭氧焊接專家確認(rèn)正常后，繼續(xù)裝砂，避免了扒砂的情況。

2.5檢修后的試壓查漏。

查漏是檢驗(yàn)設(shè)備檢修質(zhì)量好壞的關(guān)鍵，保冷箱內(nèi)設(shè)備查漏又是該項(xiàng)工作的重中之重，為了節(jié)省時(shí)間，保證質(zhì)量，在檢漏氣源不具備的情況下，我們從3200Nm3/h制氧機(jī)引進(jìn)分子篩后的空氣到10000Nm3/h制氧機(jī)，進(jìn)行定壓查漏。為確保試壓成功,我們制定了詳細(xì)的試壓方案，指定專人負(fù)責(zé)盲板的管理，經(jīng)過(guò)反復(fù)試壓保壓，在施工單位自查的基上，工藝組反復(fù)查漏，指定專人負(fù)責(zé)每條工藝管線，對(duì)塔內(nèi)的管線及容器實(shí)行包干制，誰(shuí)的管線誰(shuí)負(fù)責(zé)，對(duì)查過(guò)的管線實(shí)行互檢，同時(shí)實(shí)行獎(jiǎng)懲制度，對(duì)查出人員進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)漏檢人員進(jìn)行處罰，檢漏人員對(duì)每一個(gè)法蘭、每一條焊縫、每一個(gè)接頭仔細(xì)檢查，經(jīng)過(guò)認(rèn)真細(xì)仔地查漏，大家在管線焊縫通過(guò)了拍片、著色及施工隊(duì)伍已查過(guò)漏點(diǎn)后，仍然查出了35處漏點(diǎn)并及時(shí)返修整改，經(jīng)過(guò)大家的辛苦努力，空分系統(tǒng)保壓后，殘留率達(dá)到杭氧提供的技術(shù)規(guī)范要求。

2.6檢修后的裸冷及加溫吹掃。

裸冷是對(duì)空分設(shè)備的安裝或大修質(zhì)量進(jìn)行低溫考核，在裸冷中，工藝組主要做好以下幾點(diǎn)工作：

2.6.1檢驗(yàn)空分設(shè)備的安裝或大修質(zhì)量。如管道焊縫及法蘭連接處是否有漏。

2.6.2檢驗(yàn)空分設(shè)備及管道、閥門在低溫狀態(tài)下冷變形情況及補(bǔ)償能力。、2.6.3檢查對(duì)照設(shè)備、管路是否暢通。

2.6.4進(jìn)一步檢查各儀表顯示，如溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速等是否準(zhǔn)確。

2.6.5檢查各手動(dòng)、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、切斷閥是否密封、不內(nèi)漏，調(diào)節(jié)是否靈活、準(zhǔn)確。

2.6.6詳細(xì)檢查各部件的變形和泄漏點(diǎn)。并對(duì)所有的法蘭螺釘、各管接螺母、螺扣，各儀控引管接頭螺母適當(dāng)擰緊，以消除低溫下由于熱膨脹系數(shù)的不同而引起的松馳現(xiàn)象。檢修完畢后，必須對(duì)各系統(tǒng)的管道、設(shè)備內(nèi)的水份、灰塵及機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)行吹除，以免帶入分餾塔內(nèi)或運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)。工藝組制定空分塔的吹掃方案，對(duì)每一根管道，每一只容器設(shè)備均進(jìn)行分系統(tǒng)吹掃。在加溫吹掃末期，對(duì)加溫吹掃的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，我們用干凈濕白布在吹掃口檢查是否有雜質(zhì)，用露點(diǎn)分析儀檢測(cè)加溫情況，當(dāng)露點(diǎn)達(dá)到-50℃以下時(shí)，加溫結(jié)束。

2.7空分塔填充保溫材料珠光砂

我們?cè)诔涮畋夭牧蠒r(shí)，為確保不出現(xiàn)任何意外，認(rèn)真抓好以下幾個(gè)方面工作：

2.7.1充填時(shí)，空分設(shè)備內(nèi)的各設(shè)備、管路均應(yīng)充氣，充氣壓力在0.045～0.05MPa，并微開各計(jì)器管閥門通氣，同時(shí)使電阻通電，隨時(shí)監(jiān)控計(jì)器管和溫度顯示是否發(fā)生故障。

2.7.2注意保溫料內(nèi)不得混入可燃物，不得受潮。

2.7.3裝填應(yīng)密實(shí)，填滿，開車后保溫材料下沉，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充。裝填時(shí)應(yīng)加強(qiáng)安全防范措施，注意人員安全。整個(gè)工作結(jié)束后，則制氧機(jī)開機(jī)啟動(dòng)。

3.結(jié)束語(yǔ)

在2004年10月份對(duì)10000Nm3/h制氧機(jī)檢修整個(gè)過(guò)程中，檢修工藝組強(qiáng)化工藝技術(shù)在檢修中的應(yīng)用，加強(qiáng)檢修過(guò)程的質(zhì)量控制。在檢修初期，我們制訂了檢修工作目標(biāo)：質(zhì)量為中心，速度為重點(diǎn)，安全為保障。由于當(dāng)時(shí)時(shí)間緊，任務(wù)重，我們克服重重困難，根據(jù)工藝流程、設(shè)計(jì)，針對(duì)冷箱受損后的具體情況，科學(xué)安排，精心組織，合理施工，嚴(yán)把安全、質(zhì)量關(guān)。為確保制氧機(jī)能盡快恢復(fù)生產(chǎn)并能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，在檢修過(guò)程中體現(xiàn)“質(zhì)量是中心”的要求，我們以工藝、儀表等專業(yè)組為基礎(chǔ)成立了檢修質(zhì)量監(jiān)控小組。在檢修過(guò)程中，為保證檢修的質(zhì)量，工藝組對(duì)施工隊(duì)伍進(jìn)行全面質(zhì)量跟蹤，重點(diǎn)抓好管架、閥架的重新安裝制作，新焊縫的拍片、老焊縫的著色，新敷設(shè)管線的檢查、查漏等工作，對(duì)每根施工過(guò)的管線、每條新焊縫、每個(gè)管架、閥架進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)督工作并作好詳細(xì)的記錄。通過(guò)大家的共同努力，10000制氧機(jī)自04年檢修后開機(jī)運(yùn)行至今，生產(chǎn)運(yùn)行情況良好。