40000m3/h制氧机组的几点改进及效果

侯成涛，杨兆亮

（济南鲍德气体有限公司，山东济南 250101）

1 前言

40000m3/h制氧机是由林德公司设计制造的内压缩机流程制氧机，2006年8月份投产，现为济南鲍德气体公司主力生产机组,其运行的可靠、稳定直接关系着炼铁、炼钢、轧钢的安全及连续性生产。投产以来，受生产环境、供水温度等因素影响，空压机、增压机、膨胀机在夏季时出现油温高报警，严重威胁了制氧机组的安全稳定经济供应。我公司结合生产实际，逐步开展了空压机、增压机、膨胀机油路系统改进；膨胀机增压端、液氧泵冷箱增设密封气的改进，有效地延长了制氧机的运行周期，确保了制氧机组长期安全稳定经济运行。40000m3/h制氧机组工艺流程图，详见图1。

图140000m3/h制氧机组工艺流程图

2 技术改进及效果

2.1 润滑油系统的改进及效果

40000m3/h制氧机的空压机、增压机、膨胀机均为单油冷却系统。夏季，济南的最高气温达到43℃左右且空气湿度大，冷却循环水温度最高时到达32℃。空压机、增压机、膨胀机（以下简称机组）的润滑油温度受环境温度、循环水温等因素的影响，屡次出现油温高报警，有时甚至达到联锁停车值（提前已将油温联锁解除），严重威胁了机组的安全稳定经济运行。机组报警及联锁值，详见表1。

表1 机组报警及联锁值

针对上述问题，我们根据空压机、增压机、膨胀机的润滑油路系统特点，并结合以往对其他设备的技术改造经验，决定将机组单油冷却系统改造为双油冷却系统。改造后有以下几方面优点：

（1）增大润滑油路系统换热面积，确保机组安全稳定经济运行。

（2）实现润滑油路系统“单、双冷却器”在线切换，以便在正常运行的条件下，实现油冷却器的在线清洗及更换工作。改造后的单、双润滑油系统局部比对流程图，详见图2。

润滑油路系统改造后，通过长期运行监测该油路系统冷却效果显著提高并可实现不停机清洗冷却器，有效消除了设备隐患确保了机组的长期安全稳定经济运行。

图2 油路系统改造前后对比图

与此同时，为了避免循环水中的杂质造成冷却器管束堵塞，导致冷却器使用周期大大缩短，我公司利用系统检修机会在冷却器进水管道加装管道Y型水过滤器，并对Y型水过滤器端盖钻孔后加装排污阀。改造后，可以实现Y型水过滤器在线清洗，有效地延长了冷却器的清洗周期。

2.2 膨胀机增压端的改进及效果

膨胀机是低温法空分装置及气体分离的心脏部机之一，低温精馏装置冷量损失的及时补充、产品产量的有效调节等都使得为其提供充足冷量的膨胀机尤为重要。保障膨胀机更高的整机效率、更好的稳定及调节性能、更安全及可靠的保护系统、更长的运行周期及使用寿命对整个制氧机的安全稳定经济运行非常重要。

结合以往我厂膨胀机运行维护经验，由于跑冷的原因膨胀机增压端会出现结冰现象，对膨胀机的安全稳定运行构成隐患。在膨胀机安装调试初期，我公司对膨胀机增压端进行改进。在膨胀机增压端与冷箱连接处增设带孔环形橡胶软管并通压缩氮气（0.5M Pa）。环形橡胶软管密封装置结构示意图见图3。

图3 环形橡胶软管密封装置结构示意图

自机组运行以来，该膨胀机增压机端未出现结冰现象，有效地保证了制氧机的安全稳定经济的运行。现本公司已逐步对各制氧机组、液化装置膨胀机进行了加装环形橡胶软管密封装置的改造。

2.3 液氧泵保冷箱的改进及效果

2012年5月，40000m3/h制氧机停机检修，在对P 3568 A液氧泵检修扒保冷箱珠光砂过程中，发现保冷箱内珠光砂结冰，已失去保温作用。经分析有可能是由于液氧泵运行后，冷箱内的设备及管道处于低温状态，保冷材料的温度也随之降低。由于内部的气体体积缩小，保冷箱内将会形成负压。如果保冷箱密封不严，则外界的湿空气很容易侵入，使保冷材料变潮，保冷效果变差，空分设备的跑冷损失增加。我厂空分设备的保冷材料均采用珠光砂，其热传导率约为0.040W/(m·℃)左右；而冰的热传导率是2.2 W/(m·℃)，可见要增大50多倍。在清除完冷箱内的珠光砂后，对保冷箱箱体进行了检查，发现保冷箱上部箱体多处已出现裂纹。我们组织专业的施工队伍对保冷箱裂纹进行焊接。为了保证液氧泵的长期稳定经济运行，防止湿空气及空气中的水分在管道和保冷箱壁冷凝而浸入，决定向保冷箱内充干燥的压缩氮气，保持保冷箱内为微正压，约为200～500Pa。保冷箱密封气装置示意图见图4。

图4 保冷箱密封气装置示意图

在2013年8月份，制氧机系统检修时为了验证加装密封气装置的效果，打开了保冷箱的顶端人孔，并未发现保冷箱内珠光砂有结冰和潮湿现象。

3 总结

通过40000m3/h制氧机组实施的一些小改进，没有再出现因油温高联锁故障而影响机组正常运行，有力地保证了生产的安全稳定长周期经济供应。截至目前，该套大型空分设备一直运行稳定，没有进行过机组大修，各方面经济指标也位于全国同类机组的前列。

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