空分压缩机组紧急停车处理浅析

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　　【摘  要】本文介绍了伊犁新天煤化工有限责任公司空分车间在压缩机组试车及管道吹扫期间，由于压缩机组润滑油站电加热器故障使0.4KV母线失电，从而引起仪表气中断和热井液位高，导致操作人员对压缩机组进行紧急停车。本文主要对此次故障的原因和处理过程进行了详细的讲解，同时对于类似故障，压缩机组是否应该紧急停车处理进行了系统的探讨，给出了操作和处理经验。
　　【关键词】压缩机组;热井液位高;紧急停车;处理经验;
　　引言
　　空分车间主要负责为全厂提供高压氧气、中压氮气、低压氮气、装置空气、仪表空气的任务，同时也生产一些副产品液氮。伊犁新天煤化工有限责任公司空分车间目前有三套KDON51000/26000空分装置;一个仪表空压站，其中包括三台螺杆式仪表空压机;一个液氮后备系统，其中包括两台离心式液氮泵及水浴式、空浴式汽化器;空分分离装置主要是由杭氧厂家提供，空压机及增压机由陕鼓厂家提供，汽轮机由杭汽厂家提供。
　　一、故障发生时的现场运行方式
　　（一）设备运行方面
　　空分车间在9月28日19：00时，仪表空压站三台仪表空压机运行正常，管网压力0.62MPa;A套汽轮机运行正常，转速4390rpm，1#冷凝水泵运行正常，2#冷凝水泵处于备用状态，现场转换开关均处于远程位置;油系统2#油泵运行正常，1#油泵及事故油泵都处于备用状态，各油泵现场转换开关均处于远程位置;预冷系统及分子筛纯化系统运行正常。
　　（二）产品供应方面
　　由于目前空分车间正处于试车阶段，空分压缩机组管线正在吹扫，从增压机中抽仪表气管线不具备外供仪表气条件，所以目前全厂仪表气由空压站仪表空压机供给。
　　二、故障经过及处理过程
　　（一）故障经过
　　9月28日19：54分空分车间工艺操作人员发现1#冷凝水泵、预冷系统1#冷冻水泵、1#冷却水泵三台泵同时跳停，19：55分发现2#冷凝水泵没有自启，中控手动启动2#冷凝水泵，但是2#冷凝泵没有启动成功，同时现场人员发现仪表空压机跳停并通知调度，待电路正常后恢复仪表空压机运行。19：56分现场手动启动2#冷凝泵成功同时，发现1#冷凝泵断电。19：57分操作人员发现凝汽器热井液位满量程，同时仪表气管网压力快速下降，仪表空压机仍未恢复正常运行，操作人员中控紧急停车，现场破坏真空。
　　（二）处理过程
　　经电气人员检查确认9月28日19时53分空分装置0.4KV 2#进线跳闸，0.4KV快切闭锁，0.4KV Ⅱ段母线失电，1#、2#、3#仪表空压机风扇电机、1#冷凝水泵、预冷系统1#冷冻水泵、1#冷却水泵失电跳停，三台仪表空压机跳停（仪表空压机出口温度联锁）。进线短路器显示lg500A、la800A、lb800A、lc1600A，初步判定为单相接地，根据保护动作参数查找0.4KV Ⅱ段母线上负荷情况，基本认定为C套油站电加热器故障，拆线后测得C相绝缘为0兆欧，确认C套油站电加熱器故障引起空分装置0.4KV 2#进线断路器接地保护跳闸。处理完毕后初步检查0.4KV Ⅱ段母线无故障后于9月28日20时20分对空分装置0.4KV 2#母线送电成功。仪表空压机等依次恢复正常运行。
　　三、此次故障暴露的问题及处理
　　（一）产品质量不过关
　　压缩机组润滑油站电加热器质量不过关，间断使用不到一年电加热器就在运行的过程中套管损坏导致电气线路短路，从而使电气母线跳闸导致大机组停车，针对这个问题使我们看到在关键设备采购中一定要把好质量关。
　　（二）电气运行方式不合理
　　空分装置10KV仪表空压机A、C接于空分10KVⅠ段母线，仪表空压机B接于空分10KV Ⅱ段母线，而0.4KV仪表空压机风扇和微热再生干燥机全部接于0.4KV Ⅱ段母线，当由于各种原因引起0.4KV Ⅱ段母线失电时，10KV仪表空压机均跳车，在全厂仪表空气均由空分装置仪表空压机供气阶段可能会引起使用仪表空气的装置跳车。对于0.4KV仪表空压机风扇及微热再生干燥机电源接线问题协调外包施工单位进行了修正。
　　（三）操作人员应对紧急情况操作能力不足
　　工艺操作人员在处理整个停车过程中误操作两次停1#冷凝泵（此时1#冷凝泵断电停运），2#冷凝泵在现场转换开关未打到“就地”的情况下误操作一次停泵指令，停2#冷凝泵的操作本身对本次停车没有大的影响，但耽搁了调整热井液位的最佳时间段。对于操作人员操作能力不足的问题，平时一定要加强实战性工艺培训，加强应急装置预案的演练。
　　四、对于故障处理中是否应该紧急停车给出的建议
　　（一）仪表气压力中断对空分装置的影响
　　如果在压缩机组正常运行时仪表气突然中断，空压机防喘放空阀全开，增压机防喘回流阀、放空阀全开，压缩机组卸载运行。仪表气作为压缩机密封气，在正常运行时，空压机、增压机不需要外供密封气，自密封就可以达到机组运行要求。所以即便在压缩机组正常运行时仪表气源突然中断对于压缩机机组而言没有太大影响，而分离装置由于没有原料气和仪表气则必须停车。
　　（二）热井液位高对压缩机组运行的影响
　　凝汽器热井液位高会影响凝汽器的换热效果。热井液位超出液位计的量程导致无法检测液位的实际高度，此时按紧急停车处理是否合理？
　　根据前期做凝汽器灌水试验时的数据，凝汽器壳程灌满水约16t，加上喉颈容积当冷凝液在20t时就可能淹没转子。当然在汽轮机系统正常运行时冷凝液淹没转子的几率几乎为零，因为热井液位升高到一定程度时，冷凝水淹没凝汽器换热列管，减少了凝汽器循环冷却水与汽轮机乏汽的热交换面积，从而导致乏汽冷凝量减少，而蒸汽射汽抽气器的抽气量是一定的，故而会破坏凝汽器的真空压力，而真空压力设有报警值-0.053MPa，联锁值-0.03MPa，若真空压力升高到-0.03MPa时机组联锁停车。汽轮机正常运行（未抽取中蒸汽）时消耗高压蒸汽约120t/h，即2t/min，而射汽抽气器的抽气口设在凝汽器下部约五分之二的位置，当冷凝液达到此位置时约为6.4t水，即约3.2min冷凝液就可淹没射汽抽气器的抽气口，这时汽轮机真空压力已经超过联锁值而停车。
　　（四）对于面对类似故障给与的建议
　　1.在热井液位满量程无法读取热井液位时可参照真空压力，在真空压力无明显升高，双泵无法同时运行降低液位时，采取措施短时间内恢复故障泵的正常运行，同时降低压缩机组负荷，从而减少蒸汽量达到减少冷凝水量。
　　2.在热井液位满量程无法读取热井液位，同时真空压力急剧升高（真空压力设有报警点-0.053MPa，联锁点-0.03MPa，若真空压力升高到-0.03MPa时机组联锁停车），通过降低压缩机组负荷已经不能保证机组的安全运行时，按紧急停车处理或待真空压力联锁停机处理。
　　结束语
　　在化工生产过程中，一次大机组的开停车消耗成本巨大，减少不必要的大机组设备启停可为公司节约大量的经济损失。所以，大机组设备在安装过程中要确保各个关键零部件的质量完好，设备在运行过程中要多注重操作人员的应急演练培训，同时电气线路、仪控联锁逻辑等，在设计过程中要考虑全面，顾全安全大局，这样才可保障生产设备长周期的安全平稳运行。
　　参考文献：
　　[1]李化治.制氧技术.冶金工业出版社，2009.
　　[2]余剑锋.大型空分设备设计及安装质量控制[J].石油工业技术监督，2018（3）.
　　（作者单位：伊犁新天煤化工有限责任公司）
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