维普资讯 http://www.cqvip.com 疆 文章编号：１００９—９４２５（２００２）０３—００４３—０２ 液氧真空管道微爆及处理 王伟，张所思，赵媛 （通化钢铁集团公司氧气厂，吉林通化二道红 １３４００３） 摘要：介绍了一起液氧真空管道微爆故障的发生、判断、处理过程，分析了产生的原因，着 重强调了液氧储槽要加强监测，定期排空、加温，以保证设备安全。 关键词：真空管道；损坏；微爆；处理；液氧 中图分类号：ＴＢ６５７．９ 文献标识码：Ｂ Ｍｉｃｒｏ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｏｆ ａ ＬＯ２ ｖａｃｕｕｍ ｐｉｐｅ ａｎｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｗａｎｇ Ｗｅｉ，Ｚｈａｎｇ Ｓｕｏ—ｓｉ，Ｚｈａｏ Ｙｕａｎ （Ｏｘｙｇｅｎ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒｙ ｏｆ Ｔｏｎｇｈｕａ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｅｒ Ｄａｏ Ｉ－ｌｏｎｇ，Ｔｏｎｇｈｕａ １３４００３，Ｊｉｌｉｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ，ｊｕｄｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｐｅｒｔａｉｎｉｎｇ ｔｏ ａ ｍｉｃｒｏ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｏｆ ａ ＬＯ２ ｖａｃｕｕｍ ｐｉｐｅ ａｌｌ２ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｕｔｓ ｅｍｐｈａｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｏｆ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｗｏｒｋ，ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｒ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｈｅａｔｉｎｇ ｉｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ＬＯ２ ｓｔｏｒａｇｅ ｖｅｓｓｅｌｓ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓａｆｅｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｖａｃｕｕｍ ｐｉｐｅ；Ｄａｍａｇｅ；Ｍｉｃｒｏ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ；Ｈａｎｄｌｉｎｇ；Ｌｉｑｕｉｄ ｏｘｙｇｅｎ（ＬＯ２）； 通化钢铁集团公司氧气厂１９９７年新上了一套 俄罗斯生产的ＡＫＡＰ．１３／６型空分制氧装置，配套 ＨＫｎＢ型液氧泵。该泵的作用是将储槽中的液氧加 压送至蒸发器，汽化后并入气体输送管网，以补偿 后部氧气用量过大引起的压力不足。流程如图１。 ２００１年年末，该系统真空管道发生损坏，两台液 膜片损坏，有大量冷气冒出，随后液氧泵发生气 蚀，电流波动，无法运行。停１ 液氧泵，预冷２ 液氧泵，泵出口温度达到一１５０℃后不再下降。至 此两台液氧泵均无法启动运行。 ２管道真空安全膜片损坏情况 该液氧输送系统的真空管道与储槽的真空腔相 互，整条管道为一个真空腔，管道总长度为 ５９ｍ，真空多层绝热。与国内真空管道结构不同的 是：该真空管道为现场制作，现场抽真空。这样的 氧泵无法运行。经检漏、焊接、抽真空等处理，历 时２３天，其中一台液氧泵恢复正常使用。 结构，只要管道一处泄漏，那么整条管道的真空层 将全被破坏。液氧泵体前、后是两段真空波纹管， 一端与泵体用法兰连接，另一端与真空直管焊接在 起，这两段波纹管起到应力补偿的作用。 在液氧泵进口阀前真空外管上，安装了安全膜 一图１ 液氧输送系统流程简图 片，膜片外层刀架上装有刀片。损坏情况如图２右 所示。可以看出，由于管道真空腔内压力升高，使 安全膜片受力外鼓，刀片划破膜片。加之有冷气冒 出，可以确定造成膜片损坏及液氧泵无法启动的原 因是真空内管泄漏。 １故障现象 ２００１年１２月２４日零点班，１ 液氧泵运行。操 作人员在巡检时发现液氧泵进口阀前真空管道安全 收稿日期：２００２—０３—２６ 深冷技术２００２年第３期 Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ№３ ２００２ ‘４３‘ 维普资讯 http://www.cqvip.com 故障处理 膜片 王 伟等：液氧真空管道微爆及处理 压力较高，发生微爆，最终导致液氧泵出口波纹管 内突起处被损坏，液氧进入真空腔内。 刀片 ５故障处理 鉴于对波纹管补漏有相当的难度，故决定先恢 复２ 液氧泵，摘除１ 液氧泵。具体操作如下： （１）液氧储槽排空后，连同真空管道一起进行 加温，使出口空气温度达到２０℃以上。 （２）用无齿锯将１ 液氧泵出口波纹管割掉， 真空腔封闭。 ＝＝＝ 图２真空安全膜片损坏情况 左为安全膜片损坏前，右为安全膜片损坏后 ３漏点确定 消除故障首先要解决的问题是确定漏点的位 置，膜片损坏是１ 液氧泵运行时发生的，故检查 的重点放在１ 泵管道附近。判断过程见表１。 表１ 漏点确定过程 阀门开关状态 损坏膜片 步骤 说明 进口阀 出口阀 加温阀 处有无气 漏点位置确定 Ｂ２ｌ Ｂ２３ Ｏ２ｌ 体排出 ｒ （３）更换新的真空安全膜片。 （４）真空内管通９０℃加温气体，管道外壁缠 电热丝加热（冬季气温低，管道抽真空困难），对 管道抽真空。累计抽８１小时后，真空腔压力达到 １．５９Ｐａ，真空度降低速率小于６．６１ Ｘ １０～Ｐａ・Ｌ／ｓ， 满足生产要求。 ２００２年１月１６日，抽真空结束，预冷２ 液氧 泵，泵出口温度达到一１８３ ｏＣ后启动，运转正常。 ｌ 关 关 关 无 进口阀Ｂ２１之后 ２ 开 泵出口法 开 关 关 关 关 有 无 出口阀Ｂ２３之前 泵出口法兰至 ３ 兰加盲板 关 关 开 有 出口阀之间 ６结束语 由表１得出，泄漏点为１ 液氧泵出口法兰至 出口阀间的内管道上。拆下出口波纹管法兰，肉眼 可看到，距管口３０ｃｍ处沿气体流动方向，波纹管 内突起处有连续三个直径约２ｍｍ的小孔，第一个 ＪＪ，ｑＬ周围的金属已经熔化。管道其余处未损坏。 在液氧排空前我们对储槽中液氧进行了抽样检 测，结果液氧中未检测到乙炔，总碳含量为２６．７２ Ｘ １０～，低于警戒值。之所以在出口波纹管处发生 了微爆，我们分析认为是高压力、高流速、较大摩 擦力共同作用的结果。在平常的工艺操作中，我们 往往只注重监测空分系统主冷凝器中碳氢化合物的 含量，而忽视了在液氧储槽中的积聚。为保证设备 安全稳定运行，避免事故发生，液氧储槽要定期排 空、加温，以防止碳氢化合物积聚而产生局部 微爆。 ※ ４故障原因 根据管道破损情况分析，本次故障的原因是液 氧储槽长时间没有进行排空加温，使碳氢化合物在 储槽中积聚成粒子。液氧泵运行过程中，高速粒子 冲击液氧泵出口波纹管内壁，由于摩擦较大，液氧 ※ ※ 川空“冷箱设备倾斜吊装工艺＂成功 １００００ｍ ／ｈ以上大型空分装置安装工程，分馏塔现场组 焊吊装是整个设备安装过程最重要、最关键的一环．也是 艺”，获得成功，一举解决了工程难题，深得用户的好评 从施工成本分析，仅此一项就节约工程费用数万元。 另讯：川空集团公司２００２年初成立的高真空瓶管公 司，获得了青岛钢厂１８０米真空管道的制造业务，首次竞 标，旗开得胜。 大型空分装置工程安装中费用最高的一个环节。在湖南湘 钢梅塞尔气体产品有限公司１４０００ｍ ／ｈ空分装置氩塔安装 工程施工中，川空集团安装公司运用多年来所积累的安装 经验，充分发挥集体的聪明才智，首次采用以较小吨位的 吊车顺利实现大型空分设备吊装的“冷箱设备倾斜吊装工 （６４１４Ｏ０，四川简阳建设中路）川空集团公司 孙文元 本－ｌ：Ｊ欢＇迎有特色、－３ｈ＂￣Ｊ见、有新意、有效益的稿件 来稿请用方格纸书写工整，图表要清晰；亦可打字来稿；附第一作者简介；稿件格式照本刊。 ‘４４‘ Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ ３ ２００２ 深冷技术２００２年第３期
