空分装置制氩操作比较复杂?

随着空分技术的飞速发展和市场的需求，越来越多的空分装置采用了无氢制氩流程来制取高纯度氩产品。但由于制氩操作相比较复杂，很多的带氩空分装置没有提氩，一些投运氩系统的装置由于用氧工况的波动，操作水平的限制等因素造成运行状况不尽如人意。通过以下浅显步骤说明，使操作人员能够对无氢制氩有个基本了解!

制氩系统的调试

* 全开工艺氩出粗氩塔进精氩塔前放空阀V766;粗氩塔I底部液体吹除、排放阀V753、754(需24～36小时)。

* 全开工艺氩出粗氩塔I去精氩塔阀V6;精氩塔顶部氩侧不凝气排放阀V760;精氩塔、精氩量筒底部液体吹除、排放阀V756、V755(预冷精氩塔可与预冷粗氩塔同时进行)。

检查氩泵

* 电控系统――接线、控制、显示是否正确;

* 密封气――压力、流量、管路是否正确且不漏气;

* 电机转动方向――点动电机，确认转动方向正确;

* 泵前后配管――检查确认管路系统通畅。

全面检查氩系统仪表

① 粗氩塔I、粗氩塔II塔阻力(+)(-)压管、变送器及显示仪表是否正确;

② 氩系统所有液位计(+)(-)压管、变送器及显示仪表是否正确;

③ 所有压力点取压管、变送器及显示仪表是否正确;

④ 工艺氩流量FI-701(孔板在冷箱内)(+)(-)压管，变送器及显示仪表是否正确;

⑤ 检查所有自动阀门及其调节、连锁是否正确。

主塔工况调整

* 在保证氧纯度的前提下拉大氧气产量;

* 控制下塔富氧液空36～38%(液氮节流进上塔阀V2);

* 在保证主冷液面的前提下减小膨胀量。

粗氩塔积液

* 进一步预冷至氩塔温度不再下降的前提下(吹除、排放阀已关闭)，微开(断续)液空节流进粗氩塔I冷凝蒸发器阀V3，使粗氩塔冷凝器间断工作产生回流液体，将粗氩塔I塔填料冷透，并积聚在塔底一部分;

提示：初次开V3阀时密切注意PI-701压力的变化不要剧烈波动(≤60KPa);观察粗氩塔I底部液位LIC-701液位的从无到有，一旦涨到1500mm～满量程之间时，结束预冷关闭V3阀。

预冷氩泵

* 开泵前截止阀;

* 先开泵前吹除阀V741、V742冷泵前管道;

* 微开(断续)泵后吹除阀V737、V738直至液体连续喷出。

提示：此项工作首次是在氩泵供应商指导下进行;安全问题防止冻伤。

启动氩泵

* 全开泵后回流阀，全关泵后截止阀;

* 启动氩泵后全开氩泵后截止阀;

* 观察泵后压力应稳定在0.5～0.7Mpa(G)。

投粗氩塔

① 启动氩泵后，开V3阀前，LIC-701液面会因液体损耗不断下降，启动氩泵后应尽快打开V3阀，使氩塔冷凝器投入工作而产生回流液体;

② V3阀开度要非常缓慢，否则主塔工况会产生大的波动，影响氧纯度，粗氩塔工作后打开氩泵送出阀(开度视泵后压力而定)，最终送出阀及回流阀配合至稳定住FIC-701液位;

③ 观察两个粗氩塔阻力，正常粗氩塔II 为3KPa、 粗氩塔I为 6Kpa;

④ 投入粗氩时应密切观察主塔工况;

⑤ 阻力正常后要经较长时间主塔工况才能建立，所有上述操作都应小幅、缓慢;

⑥ 初次投氩系统阻力正常后至工艺氩含氧量达标～36小时;

⑦ 氩塔工况建立初期，应减少工艺氩的取出量(15～40m?/h)以利于纯度的提高，当纯度接近正常时，应适当拉大工艺氩流量(60～100m?/h)，否则易造成氩塔浓度梯度的失衡而影响主塔工况。

投精氩塔

① 工艺氩含氧量正常后，应逐步打开V6阀关小V766将工艺氩导入精氩塔中;

② 精氩塔液氮蒸汽阀V8全开或投自动，控制精氩塔冷凝蒸发器氮侧压力PIC-8 在45Kpa;

③ 逐渐打开液氮进精氩塔冷凝蒸发器阀V5，使精氩塔冷凝器工作负荷加大;

④ V760适当打开，投精氩塔初期可全开，正常后可控制精氩塔塔顶不凝气排放FI-702流量在2～8m?/h;

⑤ 精氩塔PIC-760在工况稍有波动时极易出现负压，负压会造成冷箱外湿空气倒吸入精氩塔中，冰冻结在管壁及换热器表面造成堵塞，因此应杜绝负压产生(控制V6、V5、V760开度);

⑥ 当精氩塔底部液面有～1000mm时，微开精氩塔塔底再沸器氮路阀V707和V4，视情况掌握开度，开得过大会增加PIC-760的压力，造成工艺氩FI-701流量减小;开得太小，精氩塔压力波动幅度较大，工况不稳定，控制PIC-760精氩塔压力为10～20KPa最好。

氩馏份含氩量调整

氩馏份含氩量的多少决定了氩提取率的高低，直接影响氩产品的产量。适当的氩馏份含氩量为8～10%。影响氩馏份含氩量的因素主要有以下几方面：

* 氧气产量——氧产量越大氩馏份含氩量越高，但相应氧纯度会越低，氧气中氮含量越高，氮塞的危险性越大;

* 膨胀空气量——膨胀空气量越小氩馏份含氩量越高，但膨胀空气量越小液体产品产量越小;

* 氩馏分流量——氩馏分流量即粗氩塔负荷，负荷越小氩馏份含氩量越高，但负荷越小氩产量越小。

氩产品产量调整

当氩系统工作平稳正常后，需调整氩产品产量使其达到设计工况。主塔的调整按第5条进行。氩馏份流量取决于V3阀的开度，工艺氩流量取决于V6、V5阀的开度。调整的原则应尽量缓慢!甚至可以每天增加仅各阀门1%的开度，使工况经历纯化系统切换、用氧变化及电网的波动。如氧纯度、氩纯度正常，工况稳定的话，可继续增加负荷。如某工况有变坏的趋势，说明工况已到极限，应加以回调。

氮塞的处理

什么是氮塞?冷凝蒸发器负荷下降甚至停止工作，氩塔阻力波动下降，直至0，氩系统停止工作，这种现象叫做氮塞。保持主塔工况稳定是避免氮塞的关键。

* 轻微氮塞的处理：全开V766、V760并适当减小氧产量，如能稳住阻力不再下降，当进入氩系统的氮气排完后，全系统可恢复正常工作;

* 严重氮塞的处理：一旦出现粗氩阻力急剧波动，并在短时间内变成0，表明氩塔工况垮掉了，这时应全开V766、V760，全关氩泵后送出阀，全开氩泵后回流阀，全关V3，尽量使氩塔内液体留在氩塔内，以免进一步破坏氧纯度适当关小氧气产量，等主塔工况逐步恢复正常后再重新投入氩塔。

氩系统工况的精细控制

① 由于氧-氩的沸点较为接近，氧-氮的沸点差值相对较大。从分馏的难易程度上来说，调氩的困难程度远大于调氧。上下塔阻力建立后1～2个小时氧纯度可达标，而氩塔阻力建立后正常操作约需24～36小时氩中氧纯度才能达标。

② 氩系统工况难建易垮，系统复杂，调试周期长，稍有不慎工况就可能在短时间出现氮塞而垮掉。如能按13条正确操作，保证氩塔中积存的氩组分的总量，再次建立粗氩塔阻力至氩中氧纯度正常约需要10～15小时。

③ 操作者应对流程熟悉，并在调试过程中具有一定的前瞻性。氩系统的每次细微调整均需要较长时间才能在工况上反映出来，忌讳经常、大幅度调整工况，因此保持清晰的思路，平和的心态非常重要。

④ 氩提取率的高低受多种因素的影响。因氩系统的操作弹性小，实际操作中不可能将操作弹性绷的过紧，工况的波动对提取率非常不利。化工、有色冶炼等用氧平稳的装置提取率比断续用氧的炼钢等要高;炼钢行业多台空分联网要比单台空分供氧的氩提取率高;大空分要比小空分的氩提取率高;高水平的精心操作比低水平的操作提取率要高;装置配套水平高的氩提取率高(如膨胀机的效率;自动阀门、分析仪表的精度等)。