关于空分冷箱泄漏分析与应急处理

侯祥斌，王 磊

（河南开祥精细化工有限公司，河南义马 472300）

关于空分冷箱泄漏分析与应急处理

侯祥斌，王 磊

（河南开祥精细化工有限公司，河南义马 472300）

空分冷箱泄漏对于空分装置的安全长周期稳定运行存在着很大的安全风险，冷箱内参数的变化能够从侧面反映出冷箱内是否存在泄漏以及泄漏量的大小。冷箱内管道、设备是否存在泄漏将关乎空分装置的安全运行，因此介绍了空分装置冷箱内出现泄漏的情况下，通过指标判断，原因分析及措施处理一系列过程。由于本处理方案存在一定的潜在风险性，所以借鉴的时候一定要综合自身装置运行的实际情况，采取正确的处理方案。

冷箱；地基温度；泄漏；分析处理

1 事情经过

2016年5月28日大修开车后，空分装置冷箱地基温度从停车前的正常0℃缓慢下降，最低下降至-53℃以后较为平稳，无继续下降趋势，但比停车前下降较多。经讨论观察运行，6月2日为满足后续工段的用户要求，空分液氧泵启动，准备给用户送氧，液氧泵启动以后，地基温度呈快速下降趋势，并于6月9日降至最低-173.4℃，从地基温度的变化意识到冷箱出现泄漏，冷箱内出现泄漏是非常危险的，持续的液体泄漏将会造成冷箱壁结霜，冷箱基础损坏，如果不及时采取措施，存在很大的安全隐患，严重时将造成冷箱壁出现脆裂的可能，造成安全事故。

2 原因分析

根据事情经过我们开始对原因进行分析排查，确认冷箱泄漏的大致部位。首先对冷箱三个密封气采样口取样分析，冷箱密封气采用30kPa的低压氮气做密封，三个取样口分别位于冷箱10m、30m、45m高度，通过取样分析，三个取样点的氧气含量分别在22%、12%、7%，通过数据分析，冷箱10m处取样口氧气含量超出空气中正常的氧含量。第二、对冷箱壁进行排查，没有发现结霜的部位。第三、对冷箱密封气压力严密监控，没有发现冷箱密封气压力出现上涨趋势，趋于平稳。第四、通过冷箱地基通风孔观察，在主冷箱东北角距冷箱壁东北方向2.5m处有结霜现象，通过几点的分析判断，初步判断冷箱内出现了泄漏，大致方位在冷箱东北角，泄漏高度在10～30m，泄漏介质为液氧或液空，而且启动氧泵后对地基温度的变化有很大的影响，说明泄漏的部位很可能是液氧管道和高压液空管道，而冷箱东北角没有液氧管道，只有一根液氧排放导淋，高度都在5m以下，而且都是不锈钢焊接，泄漏的可能性比较小，而另一根高压液空管道在冷箱15m高度位置，而且管道上安装一个钢铝法兰连接，存在泄漏的可能性较大。通过以上的分析判断，高压液空管道泄漏的可能性极大，而这个钢铝接头法兰又是泄漏点的关键部位，所以我们按照高压液空管道泄漏进行下一步的处理措施。

3 处理措施

目前冷箱初步判断泄漏部位位于高压液空的钢铝法兰上，目前想要保持装置的运行就需要把冷箱内泄漏的低温液体通过补充热源的方式使其蒸发，再通过管道把蒸发的低温气体引至冷箱外面，或者通过管道把低温液体引流至冷箱外，保证冷箱内泄漏冷量不聚集，避免对冷箱壁及冷箱地基造成损伤，通过对措施的论证，我们决定采取以下措施：

1）在冷箱4m高度平行插入5根DN50，长度2.5m的不锈钢管道用于排气管，在冷箱3m处平行插入10根DN14，长度3m的不锈钢管，且在不锈钢管道上均匀分布上5个贯穿孔以便于气体分布，通过这样向冷箱充气、排气的方式使其充到冷箱内的气体能及时的卸出来，防止冷箱超压，同时低温液体在下降过程中遇到热源迅速蒸发，又通过排气孔排放出来，保证了泄漏的低温液体不会对冷箱地基造成损坏。

2）就是找到泄漏点的准确位置，把引流管切成半圆形，斜角15°精准的插入泄漏点的正下方。通过原始资料及单线图，确定漏点的大致位置，采用冷箱打孔插温度计的方式，利用温度测量、排除、分析、判断等方法，最终确定漏点为气液分离器进口管线结合部位法兰泄漏，随后联系机械在对应漏点下方打孔通入DN50排气管，并成功将部分泄漏液体通过排气管引出冷箱外排，随后再在对应排气管下方打孔通入事先准备好的低压氮气来蒸发剩余泄漏液体，通过以上一系列措施，成功遏制了地基温度持续下降情况，现地基温度维持在0℃左右；冷箱密封气压力在500Pa左右比较平稳。

4 监控措施

1）中控做好冷箱密封气压力时时监控（小于700Pa），现场每小时对冷箱北压力表巡检一次并做好记录。

2）现场巡检每两小时对冷箱是否结霜进行检查，如发现泄漏部位有结霜现象及时汇报。

3）中控做好地基温度的时时监控，发现异常下降要及时汇报。

4）现场每两小时对冷箱泄漏区域进行测温记录。

5）现场人员及时清理排气管结霜，确保排气管畅通。

6）现场巡检时要查看冷箱北排气管流液情况，发现有增大趋势及时汇报。

如果冷箱出现下列情况应迅速将所有冷箱充气阀门关闭，并按照紧急停车方案进行停车。①现场冷箱壁大面积结霜并伴随冷箱地基温度快速持续下降。②冷箱密封气压力（A/B/C三个点）同时异常上涨，并有一个点超过1kPa。

5 结束语

通过本次空分冷箱出现液体泄漏情况分析判断并采取措施，使我们清楚认识到冷箱出现泄漏的情况下如何进行分析判断，如何采取措施，为以后冷箱出现泄漏作出判断处理提供了宝贵的经验，尤其是装置经过长周期运行后的开停车，期间冷箱内设备的升降温速率要按照操作规程进行操作，避免因温差过大造成设备应力大而损坏设备。

[1] 汤学忠，顾福民.新编制氧工问答[M].北京：冶金工业出版社，2001.

[2] 李化治.制氧技术[M].北京：冶金工业出版社，2009.

Analysis and Emergency Treatment of Air Separation Cold Box Leakage

Hou Xiang-bin，Wang Lei

There are great safety risks in the long-term and stable operation of the air separation unit.The change of the parameters in the cold box can reflect the existence of leakage and leakage in the cold box from the side.If there is a leak in the cold box，the leakage of the equipment will be related to the safe operation of the air separation plant.This paper introduces a series of processes in the case of leakage in the cold box of the air separation plant，through the index judgment，the reason analysis and the measures，There is a certain potential risk，so we must learn from the time to integrate their own device to run the actual situation，to take the correct treatment program.

cold box；foundation temperature；leakage；analysis and treatment

TQ116.11

A

1003–6490（2017）10–0142–02

2017–08–20

张萌（1988—），女，陕西商南人，助理政工师，主要从事化工建设工作。

收稿日期 ：2017–07–24

作者简介：侯祥斌（1983—），男，河南林州人，助理工程师，现从事空分生产工作。