下塔液空液位异常波动的分析

下塔液空液位异常波动的分析 我厂5#制氧机是于2003 年5 月投入生产运行的，该制氧机为内压缩流程制氧机。投产运行近两年来，运行状态一直良好，主要产品产量指标均达到或超过设计指标。但是在2005 年2 月至3 月初，发生了五次由于下塔液空液位异常波动引起氧气纯度下降的现象，尤其是3 月2 日至3 月3 日，连续发生了三次，每次发生，都会造成氧气纯度下降及氩系统停产，对制氧机的正常生产及氧气的保供造成了威胁。 一、现象 当下塔液空液位发生波动时，现象是：液空液位LIC-1上涨，反映在V1 阀逐渐自动开大的过程（参考图一），V1阀最大开度超过60%（正常开度一般在50%）。后续的现象反映为：氩馏份量增加、粗氩塔底部液位上涨、液空出过冷器后的温度TI-5 回升、精氩塔氩侧的压力升高、进入精氩塔的粗氩气流量降低、氧气纯度下降等。 二、分析

透过上述现象分析，我们认为：虽然下塔的液空液位显示是上涨的，但这只是一种假象，实际的液空液位是低的。因为只有这种情况才能给上述现象一个合理的解释。 V1 阀的控制是由下塔液空液位的高、低来自动控制的。当液位低于设定值时，V1 阀自动关小；当液位高于设定值时，V1 阀自动开大。正常情况下，通过V1 阀的流体均为液体，液位的控制设定值550m m 也足以保证通过V1 阀的流体是液体，V1 阀50%左右的开度也足以维持精馏塔的正常工况。 当液空液位显示持续上涨，为了维持正常控制的液位，则V1 阀持续开大，这时，通过V1 阀的流体的量就要比正常情况下的量要增加，粗氩塔顶部冷凝器的冷量增加，抽取的馏份量就增加，相应地，粗氩塔冷凝的液体量增加，底部的液位上涨；由于液空液位的上涨只是一种假象，实际的空气液化量并没有增加，但是通过V1 阀的液体量是比原来的要大，因此，这种情况下的下塔实际上是处于一种入不敷出的状况，这种状况的延续，必然导致下塔底部积聚的液空被排空，通过V1 阀的流体处于汽、液夹带的情况，由于气体的传热系数比液体的传热系数低，汽、液夹带的流体通过过冷器时的换热效果就要比全液体的流体通过过冷器时的换热效果来得差，反映出来的现象就是出过冷器后的液空温度TI-5 升高；当汽、液夹带的流体通过精氩塔底部的再蒸发器时，精氩塔再蒸发器因温差加大使蒸发量增加，反映出来的现象就是精氩塔的压力升高，也即是进入精氩塔的粗氩气的背压升高，进一步反映出来的现象就是进入精氩塔的粗氩气流量降低。 所有工况变化反映出来的...