空氣冷卻塔出口空氣溫度異常偏高的判斷與處理

空氣冷卻塔出口空氣溫度異常偏高的判斷與處理邵新中【摘要】對(duì)2#20000m3/h制氧機(jī)空氣冷卻塔出口空氣溫度異常偏高現(xiàn)象進(jìn)行系統(tǒng)地分析與判斷，彌補(bǔ)了以往對(duì)空氣冷卻塔內(nèi)水分配器檢查的不足之處.【期刊名稱】《冶金動(dòng)力》【年(卷)，期】2017(000)006【總頁數(shù)】3頁(P29-31)【關(guān)鍵詞】空氣冷卻塔;出口空氣溫度;水分配器;溫差【作者】邵新中【作者單位】寶鋼集團(tuán)八鋼公司能源中心，新疆烏魯木齊830022【正文語種】中文【中圖分類】TQ051.5制氧分廠2#20000m3/h制氧機(jī)空氣預(yù)冷系統(tǒng)主要由空氣冷卻塔、水冷卻塔及常溫水泵和冷凍水泵組成?？諝饫鋮s塔為裝有兩層散堆塔料的填料塔。空氣由透平壓縮機(jī)加壓至約0.5MPa、96°C后送入空氣冷卻塔底部，由下往上穿過填料層，在填料層中和由上往下流經(jīng)的冷卻水充分接觸換熱，冷卻后的空氣溫度要求小于151?？諝庠诒凰鋮s的同時(shí)洗滌部分NOx、SO2、C1+等有害雜質(zhì)，最后穿越頂部的絲網(wǎng)分離器，進(jìn)入分子篩空氣純化系統(tǒng).出空氣冷卻塔溫度偏高會(huì)影響分子篩純化系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下的吸附性能并縮短制氧機(jī)運(yùn)行時(shí)間。為保證分子篩空氣純化系統(tǒng)吸附性能以及制氧機(jī)連續(xù)運(yùn)行，依據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，分廠內(nèi)部將空氣冷卻塔出口空氣溫度列為關(guān)鍵控制參數(shù)并要求不得大于15C2015年5月初，2#20000m3/h制氧機(jī)空氣冷卻塔出口空氣溫度TIA-1105由正常時(shí)的12.5°C逐漸上升，在兩臺(tái)冷凍機(jī)全部運(yùn)行的情況，5月14日已上升至14.9°C,已達(dá)到控制要求上限。空氣出空冷塔溫度TIA-1105與冷凍水進(jìn)空冷塔溫度TIA-1104溫差達(dá)到了3.6C，正常為1.8C左右。進(jìn)入空氣冷卻塔的水分為兩段。下段為由用戶涼水塔來的冷卻水，經(jīng)常溫水泵加壓至0.7MPa左右后送入空冷塔中部，水量約為380m3/h，與進(jìn)入空氣冷卻塔的空氣進(jìn)行換熱后從空冷塔底部回涼水塔，如圖1?？諝饫鋮s塔上段冷凍水采用閉路循環(huán)，由兩臺(tái)冷凍泵及冷凍機(jī)組成。上段冷凍水從空氣冷卻塔中部抽出，進(jìn)入水冷卻塔與由分餾塔來的多余的純氮?dú)饧拔鄣獨(dú)鉄豳|(zhì)交換，冷卻至14C后，由冷凍水泵加壓至0.7MPa左右，再經(jīng)冷凍機(jī)降溫至11C左右后送入空氣冷卻塔頂部(水量約為60m3/h)，和空氣換熱后從空氣冷卻塔中部抽出，繼續(xù)回到水冷卻塔頂部進(jìn)行閉路循環(huán)再冷卻。依據(jù)空氣冷卻塔工藝流程，并根據(jù)行業(yè)同類故障分析，通常情況下造成空氣冷卻塔出口空氣溫度偏高的原因有以下幾個(gè)方面：3.1常溫水量和冷凍水量減少空氣冷卻塔內(nèi)常溫水和冷凍水噴頭堵塞，造成常溫水量和冷凍水量減少。冷凍水管道產(chǎn)生低溫垢，管道通徑變小，造成冷凍水量減少。常溫水泵和冷凍水泵效率低，造成水量減少。水流量表顯示偏高，實(shí)際減少。3.2常溫水和冷凍水水溫偏高涼水塔強(qiáng)制冷卻效果不好，造成常溫水水溫偏高。水冷塔冷卻效果不好，造成冷凍泵進(jìn)水溫度偏高。冷凍機(jī)運(yùn)行期間，制冷劑缺少或冷凍機(jī)蒸發(fā)器水側(cè)管道產(chǎn)生低溫垢，換熱效果不好，造成冷凍水進(jìn)空氣冷卻塔水溫偏高。水溫表顯示偏低，實(shí)際水溫高。3.3空氣進(jìn)冷卻塔空氣量偏大、溫度偏高。3.4空氣冷卻塔內(nèi)空氣與常溫水、冷凍水直接接觸換熱的填料堵塞，造成空氣冷卻塔阻力升高，換熱效果不好，致使空氣出冷卻塔溫度偏高。3.5空氣冷卻塔內(nèi)用于增加換熱效果的填料層高度下沉。對(duì)以上原因，進(jìn)行了針對(duì)性的檢查、分析并逐一確認(rèn)：對(duì)常溫水、冷凍水、空氣流量和溫度等所有溫度表和流量計(jì)進(jìn)行了檢查，均顯示正常。檢查冷凍水管道未發(fā)現(xiàn)低溫垢；常溫泵出口壓力為0.72MPa，運(yùn)行電流為175A；冷凍泵出口壓力為0.81MPa，運(yùn)行電流為68A；常溫水流量為379m3/h、冷凍水流量為57m3/h。以上參數(shù)均屬正常，由此排除了常溫水和冷凍水水量減少帶來的影響。常溫水溫度為22.51、冷凍水出水冷塔溫度為15°C、冷凍水進(jìn)空冷塔溫度為11.3C，均在要求范圍內(nèi)，由此排除了常溫水和冷凍水水溫偏高帶來的影響。(4)空氣流量約為98000m3/h、進(jìn)空氣冷卻塔溫度為93C，在正常范圍內(nèi)，未發(fā)生變化均屬正常?？绽渌枇?.2kPa，在正常范圍內(nèi)，由此可以排除填料堵塞影響換熱。(6)2#20000m3/h制氧機(jī)2006年投運(yùn)至今，已運(yùn)行近10年，并且每次停機(jī)后都要打開人孔對(duì)填料層進(jìn)行檢查，最近一次是在2015年11月份，未發(fā)現(xiàn)填料層高度下降，因此也可以排除空氣冷卻塔內(nèi)用于增加換熱效果的填料層高度下沉的原因。以上原因經(jīng)過判斷排除后，通過仔細(xì)研究，問題的焦點(diǎn)最終落在了常溫水及冷凍水進(jìn)空氣冷卻塔內(nèi)水分配器上。水分配器的DN100干管和常溫泵、冷凍泵的出口管采用法蘭聯(lián)接，然后通過干管上帶有3~4mm噴淋小孔的若干DN50支管使冷卻塔整個(gè)截面上的填料均勻分配水量，從而和流過截面的空氣充分進(jìn)行換熱，支管與干管之間也采用法蘭聯(lián)接。若整個(gè)截面分配的水量不均勻或截面某個(gè)點(diǎn)水量過大而造成其它截面各個(gè)點(diǎn)水量減少，勢(shì)必會(huì)造成空氣局部空氣換熱不充分，從而造成出空氣空冷塔水溫偏高。通過分析，確認(rèn)分配器管道法蘭可能存在漏水現(xiàn)象是導(dǎo)致空氣出空冷塔水溫偏高的直接原因。2015年5月14日13:51分在2#20000m3/h制氧機(jī)停機(jī)檢修期間，對(duì)空氣冷卻塔內(nèi)冷凍水分配器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)水分配器的干管和冷凍泵的出口管法蘭聯(lián)接處大量漏水，三處支管與干管法蘭聯(lián)接處漏水，漏水原因皆為法蘭橡膠墊片使用時(shí)間較長(zhǎng)老化損壞。對(duì)常溫水分配器檢查，也發(fā)現(xiàn)類似問題（見圖2）。通過更換法蘭墊片，試壓后檢測(cè)正常。制氧機(jī)再次啟動(dòng)后，在單臺(tái)冷凍機(jī)運(yùn)行的情況下，空氣出空冷塔溫度TIA-1105為12.5°C，與冷凍水進(jìn)空冷塔溫度TIA-1104溫差只有1.2°C，溫差恢復(fù)正常，溫度異常偏高得到了解決。6.1空氣冷卻塔出口空氣溫度過高會(huì)導(dǎo)致制氧機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間縮短，最終被迫停機(jī)加溫。所以，在日常監(jiān)控過程應(yīng)密切關(guān)注溫度以及與之有關(guān)聯(lián)的各參數(shù)的變化。6.2在對(duì)水分配器檢查過程，不能只檢查支管的噴