-極低温空気分離装置の長期運転中、主凝縮器と精留塔はコアコンポーネントとして、システム全体の安定性と製品純度を直接決定します。主凝縮器は塔全体に冷却能力を提供し、酸素-窒素分離のための重要な熱交換を促進する役割を担っており、精留塔は媒体の分離という中核的な役割を担っています。これら 2 つの重要な部品に障害が発生すると、多くの場合、装置の停止、生産量の減少、さらには安全上のインシデントが発生します。この記事では、長年にわたるフィールド サービスの経験とエンジニアリングの実践に基づいて、実際の運用の観点から主凝縮器と整流塔の典型的な故障モードを分析し、実用的なトラブルシューティング ソリューションを提供します。
一般的な主凝縮器の故障と修正措置
主凝縮器は通常、極低温環境で動作するプレート{0}}フィンまたはシェル-および{2}}チューブ構造を採用しています。故障は、漏れ、詰まり、熱交換効率の低下として現れることがよくあります。
1. メインコンデンサーの漏れ: 酸素側と窒素側の間の相互汚染-
漏れは、主コンデンサの最も重大な故障の 1 つです。通常、酸素側の圧力は窒素側よりも高いため、漏れが発生すると、高圧酸素が低圧窒素側に流入する可能性があります。-これは酸素抽出効率を低下させるだけでなく、重大な危険をもたらします。炭化水素が液体酸素に蓄積している場合、高速ガス流との摩擦により燃焼や爆発が引き起こされる可能性があります。-
故障診断:
酸素生成量の顕著な減少を伴う窒素純度の突然の低下は、内部主凝縮器の漏れの疑いを即座に引き起こします。下部塔からの液体空気の純度と上部塔からの窒素純度との相関関係を分析すると、診断に役立ちます。
トラブルシューティング計画:
即時停止が不可能な軽度の漏れの場合は、主凝縮器内の液体酸素レベルを慎重に下げて圧力差を減らし、クロスオーバー速度を遅くすることを試みることができます。{0}}ただし、恒久的な解決策には、ユニットの停止、排水、および耐圧テストが必要です。プレート-フィン熱交換器の場合、ヘリウム質量分析計のリーク検出器によりリーク位置を正確に特定できます。漏れが単一の通路にある場合、一部のメーカーは局所的な詰まりをサポートしています。ただし、漏れが広範囲に発生すると、コアを交換する必要があります。
2. 主凝縮器の熱交換効率の低下: 詰まりと汚れ
主凝縮器の効率の低下は、凝縮温度の上昇、蒸発の不十分さ、エネルギー消費単位の増加として現れます。主な原因には、残留水分の凍結による閉塞、二酸化炭素ドライアイスの蓄積、または長時間の運転による油や微粒子の蓄積が含まれます。
トラブルシューティング計画:
- ホットパージとコールドパージを交互に行う: ユニットの暖機中に、メインコンデンサーを熱い窒素または乾燥空気でバックフラッシュすることで、水分とドライアイスの一部を効果的に除去します。{0}{1}
- 化学洗浄: 油汚れの場合は、アルミニウムを腐食しない中性洗浄剤を使用して、シャットダウン中にオンラインで化学循環洗浄を行う必要があります。-
- 動作調整: シャットダウンが不可能な場合の軽度の詰まりの場合は、主凝縮器の温度差の上限を慎重に増加させると解決する可能性がありますが、性能の低下を防ぐために圧力降下を注意深く監視する必要があります。
3. 主凝縮器内の液体酸素レベルの変動
液体酸素レベルの変動は、伝熱面積と分離効率に直接影響します。一般的な原因としては、液体酸素ドレン バルブの位置が不適切であること、凝縮器蒸発器内の不安定なサイフォン現象、システムの冷却能力の不均衡などが挙げられます。{1}
トラブルシューティング計画:
液体酸素排出バルブに固着がないか、自動制御バルブに不具合がないか確認してください。手動介入の場合は、小さな調整を徐々に行い、システムが安定するまで 15 ～ 20 分間待ってからさらに変更します。同時に、エクスパンダの冷却能力がユニットの負荷と一致していることを確認し、過剰な冷却により誤った高レベルの読み取り値が発生するのを防ぎます。
一般的な整流塔の故障とトラブルシューティングのアプローチ
精留塔は、気液物質移動のためにトレイまたはパッキンに依存しています。{0}故障は通常、異常な圧力降下、分離効率の低下、およびフラッディングとして現れます。
1. 異常に高いカラム圧力降下: 詰まりと浸水
カラムの圧力降下は内部状態を示す重要な指標です。圧力損失が徐々に増加する場合は、通常、固体不純物によるトレイのふるい穴または充填層の詰まりを意味します。圧力降下の突然の急激な増加は、洪水の発生を強く示します。
故障診断:
- 閉塞-関連の高圧降下: 通常、カラム圧力差の増加と製品純度の変動を伴い、運転中期から後期にかけて発生します。--。
- フラッディング: 塔底部レベルの激しい変動、圧力降下の瞬間的な急激な上昇、塔頂部の温度制御の喪失によって特徴付けられます。
トラブルシューティング計画:
軽度の詰まりが疑われる場合は、ユニット負荷を減らして気液負荷を減らし、ガスの流れを取り除いて一部の不純物を運び去ってみてください。{0}また、微粒子の継続的な侵入を防ぐために、エアコンプレッサーの入口フィルターの効率を検査してください。
フラッディングが発生した場合は、直ちに蒸気流量 (沸騰など) または還流流を減らしてフラッディング状態を解消します。カラム内の気液平衡が回復した後でのみ、負荷を徐々に増やしてください。{3}浸水が頻繁に発生する場合は、飼料入口の位置が適切であるか、トレイの設置が水平であるかを確認する必要があります。
2. 分離効率の低下: 規格外の製品純度-
低い酸素純度または窒素中の過剰な酸素含有量が検出された場合、供給空気組成の変化とは別に、多くの場合、カラム内の物質移動の悪化を示しています。
主な原因:
- トレイが外れたり、パッキンが損傷したりすると、気液の偏在が生じます。{0}
- 還流バルブが開きすぎたり、開きすぎたりして、還流比のバランスが崩れています。
- 操作パラメータをタイムリーに調整せずに飼料組成を変更する。
トラブルシューティング計画:
- サンプリング分析の検証: まず、複数のポイントからのサンプルを比較することによって、分析装置のエラーを排除します。
- 還流比の調整: 窒素純度が低い場合は、還流を増やすことを検討してください。廃窒素中の酸素純度が低く、酸素含有量が高い場合、供給ポイントの位置が正しくない可能性があり、カラム温度プロファイルの分析が必要になります。
- シャットダウン検査: プロセス調整が効果がない場合は、内部損傷が疑われます。カラムを排出した後、ディストリビュータの水平性とパッキンの押さえ状態を検査するために入ってください。-
3. 極低温パイプと塔の接続部での漏れ
極低温環境で動作すると、304 または 316 ステンレス鋼は収縮します。配管補償設計が不十分であるか、溶接の品質が低い場合、起動と停止のサイクルを繰り返すと、フランジ接続や溶接の継ぎ目で疲労亀裂が発生する可能性があります。-
トラブルシューティング計画:
運転中は、漏聴棒またはポータブルガス検知器を使用して漏れを見つけてください。すぐに安全性が損なわれない軽微な漏れの場合は、オンラインシール用の一時的なクランプ装置が使用される場合がありますが、油-の反応を防ぐため、酸素に接した部品との接触は厳密に避けてください。-運転停止中に、再溶接または部分交換による徹底的な修理のために、漏れ箇所の浸透探傷試験または X 線検査を受ける必要があります。-
予防保守と日常監視のポイント
主凝縮器と精留塔の故障を最小限に抑えるための中核となる戦略は、予防にあります。日常の運用上の参考として、次の点を推奨します。
- オンライン モニタリング システム アプリケーション: 振動プローブ、壁熱電対、圧力降下トランスミッターを設置して、メイン コンデンサーと精留塔の状態をリアルタイムでモニタリングし、データ異常の早期警告を可能にします。{0}}
- 不純物管理: エアコンプレッサー吐出時の二酸化炭素含有量と炭化水素濃度を厳密に監視します。漏洩を防ぐためにモレキュラーシーブ吸着剤を定期的に交換してください。
- 標準化された起動/停止手順: 溶接部への熱応力を最小限に抑えるために、温度変化率（加熱/冷却）を 1 時間あたり 30 度以内に厳密に制御します。疲労による損傷を軽減するために、頻繁な起動/停止サイクルを避けてください。
Hangzhou Shenger Gas Equipment Co., Ltd. は、機器のメンテナンスと障害のトラブルシューティングにおける豊富な経験を通じて、極低温空気分離ユニットのサービスに関する重要な専門知識を蓄積してきました。当社は標準化された空気分離装置を提供するだけでなく、故障診断から現場での修理に至るまで、包括的な技術サービスの提供にも注力しています。-メイン凝縮器の熱伝達を最適化する場合でも、精留塔の内部構造を変更する場合でも、Shenger Gas チームは実際の動作条件に合わせた信頼性の高いソリューションを提供し、お客様が長期間安定したユニット動作を達成できるよう支援します。-
