空分知识 | 分子筛纯化系统运行中常见的故障及处理

 于雷 神华榆林能源化工有限公司

摘要：文章基于分子筛纯化系统的重要性及其在运行过程当中存在的故障情况，结合分子筛纯化系统运行的实际特点，对常见故障进行分析，并制定具体的处理措施，以提高分子筛纯化系统的运行效果，确保分子筛纯化系统工作稳定性达标。

0、引言 

      分子筛纯化系统在工作过程中，受到操作因素、天气因 素、系统结构因素以及系统调整因素的影响，容易引发系统工 作故障，一旦发生故障会导致整个分子筛纯化系统紊乱，对整 个分子筛纯化系统的工作会造成不利影响。因此，应当对产生 故障的原因及故障类型进行认真分析并制定具体的应对策略， 以保证分子筛纯化系统在工作中，整体的工作质量能够满足稳 定性要求，提高分子筛纯化系统故障的处理效果，解决分子筛 纯化系统的工作故障问题，满足分子筛纯化系统的工作需要。 

1 分子筛纯化系统的常见故障分析 

1.1 操作不当使分子筛纯化系统发生故障 

      分子筛纯化系统在工作过程当中，必须按照规范流程操 作。考虑到分子筛纯化系统结构复杂、操作难度大的特点，在实 际操作过程当中，必须要保证整个操作流程符合规范条件。如 果操作手段违规或者操作方法不正确，极容易导致分子筛纯化 系统紊乱，对整个分子筛纯化系统的工作和纯化系统的安全稳 定运行带来不利影响。从目前故障的发生来看，操作不当导致 分子筛纯化系统发生故障主要表现在空分设备停机之后，没有 对预冷系统进行水线隔离处置，空压机气侧排水常开疏水阀出 现大量水。这一故障的原因主要是常温水泵的进出口阀门没有 关严，系统冷却水通过水泵进入空冷塔，水位逐渐上升，进入空 气管道后，经空压机气侧排水常开疏水阀排出大量水。因此，这 一故障的解决应当从调整操作方式的角度予以排除。 

1.2 空冷塔液位变送器冬天堵塞导致分子筛吸附器进水 

      分子筛纯化系统在工作过程当中对温度有严格的要求，如 果运行环境温度过低会导致空冷塔的液位变送器发生堵塞的 情况。例如，在冬季空分设备在运行过程当中，如果室外的温度 低于-20℃，那么空气预冷系统及室外仪控设备的运行会受到 较大的影响，其中空气预冷系统的空冷塔、水冷塔和水泵等装 置应当放置在室内，并采取保温措施。而有些设备在设计过程 当中存在缺陷，将其置于室外，再遇到低温天气时容易引发空 冷塔液位变送器因冷冻而造成的阻塞故障。例如，空冷塔的液 位变送器在冬天如果发生冷冻会出现堵塞，导致误导操作人员 进而造成分子筛吸附器进水。这一故障类型比较好判断，在问 题的出现原因上也能够及时发现，空冷塔的液位变送器导压管中的介质，在-20℃低温的环境下会凝结，进而可能会导致整个 分子筛的吸附器异常。 

1.3 空气压力波动造成分子筛纯化系统进水 

      分子筛纯化系统工作中，空气压力波动会造成分子筛纯化 系统进水。这一故障主要表现在在设备冷却过程中，气流分配 不合理，对管道吹除阀操作过快过急，使空气遇冷系统压力大 幅度波动，空气夹带大量水流向分子筛纯化系统。同时吹扫作 业中不断调整分子筛纯化系统的出口阀开度，导致空压机与空 气预冷系统压力变化幅度大，并且未及时监视和控制空气预冷 系统空气压力，使冷却水窜入分子筛纯化系统。这一故障的出 现，导致了分子筛纯化系统异常，给整个分子筛纯化系统的运 转带来较大的影响。因此，这一故障必须得到有效的解决，并在 实际的运行当中避免分子筛空分系统进水现象的发生。 

1.4 分子筛床层不平整导致冷吹层峰值不正常 

      分子筛纯化系统在工作中筛床层的平整程度对冷吹层的 峰值有着重要的影响，如果分子筛的床层不平整，最直接的结 果就是导致冷吹层的峰值不正常，在分子筛纯化系统中床层的 平整程度是不断发生变化的，床层的平整程度控制既要进行定 期检查，同时也要通过设备调试的方式予以修正。如果分子筛 床层不平整会导致冷吹层的峰值不正常，对整个分子筛纯化系 统的工作会带来较大的影响，最直接的影响是分子筛纯化系统 工作异常需要停车进行处理。因此，有效解决分子筛床层的平 整问题，减少对冷吹层峰值的影响是整个分子筛纯化系统故障 处理的重点，也是做好分子筛纯化系统故障调节的重要手段。 

2 分子筛纯化系统常见故障的解决措施 

2.1 操作不当故障的解决措施 

      从目前分子筛纯化系统的常见故障来看，操作不当的故障 是重要种类，在实际处理过程当中，首先应当分析故障的具体 类型和具体内容，例如，出现空压机气侧排水常开疏水阀大量 排水的现象，就应当分析常温水泵的进出口阀门是否存在关 闭不严的情况。对整个系统冷却水的进水流程进行检查，在实 际处理中应当对常温水泵的进出口阀门进行检查，并保证其 关闭严密程度满足实际要求。同时，将空冷塔下部的回水阀进 行关闭，底排阀打开。通过对恒温水泵的进出口阀门进行严密 性检查，能够提高水泵的严密程度，通过对回水阀的关闭处理， 防止回水倒流，通过对底排阀的打开处理，防止液体在空冷塔 内存积。

2.2 液位变送器堵塞导致吸附器进水的故障解决措施 

      考虑到液位变送器的温度要求和液位变送器的工作特点， 在空冷塔的设计中首先应当将空冷塔置于环境温度。在-20℃ 以上的工作环境当中，最好是设置在室内才能够保证空冷塔的 液位变送器始终在室温的条件下运行，避免液位变送器发生冷 冻故障，导致误导操作员使得吸附器出现进水的状况。如果空 冷塔设计在室外，并且室外冬季容易出现低于-20℃的极端天 气，那么在实际的处理当中就应当对液位变送器导压管设置保 暖或电伴热等装置，使液位变送器的温度能够达到-20℃以上。除此之外，还应当调整导压管安装位置，使得导压管的位置能 够与保温措施或电伴热装置相近，避免液位变送器发生冷冻造 成堵塞的故障出现。 

2.3 分子筛纯化系统进水的故障解决措施 

      分子筛纯化系统进水故障主要原因是设备冷却过程中气 流分配不合理，在管道吹除阀的操作中存在过快过急的现象，并 且吹扫作业中分子筛纯化系统的出口阀开度调整过于频繁。基于 这一特点和故障原因，在实际的故障解决过程当中应当对设备 冷却过程中的气流进行合理分配，控制管道吹除阀的操作力度 和操作频率，使设备冷却的操作能够按照要求进行≤15℃/h， 避免过快过激的操作。同时，在空气预冷系统压力的变化过程 当中，应当减少空气气流对水流的夹带。通过这些具体有效的 处理，保证分子筛纯化系统的进水故障得到有效的解决。同时 在吹扫过程中通过对整个分子筛纯化系统运转过程的调整，使 得管道吹扫阀的操作能够在频率和力度上符合要求，同时，也 可以通过调整分子筛纯化系统的出口阀开动的方式，降低分子 筛纯化系统等进水风险，保证分子筛纯化系统的进水故障能够 得到有效解决。 

 2.4 冷吹层峰值不正常故障的解决措施 

      基于对分子筛纯化系统工作原理的了解，主要是分子筛的 床层平整度关系到分子筛的冷吹层峰值是否正常。为了消除 这一故障，在处理过程当中应当根据分子筛纯化系统的特点， 对床层的平整度进行检查，保证床层的平整度达标。同时，解 决床层平整度问题，在对床层平整度调整过程中，应当对照传 承的平整度问题进行适当调整，使床层的平整度不因为运行的 影响而发生变化，提高床层平整度的稳定程度。通过定期检查 和及时的调整，使床层的平整度达标，进而确保冷吹层峰值不 受影响。 

3 结语 

      综上，在分子筛纯化系统工作过程当中，受到操作原因、系 统原因和设备运行原因等多方面因素的影响，分子筛纯化系统 会出现较多的故障。因此，应当立足实际，对其原因进行认真分 析，制定有效的解决策略，保证分子筛纯化系统的工作状态满 足安全生产的要求，使分子筛纯化系统的故障得到有效消除。

参考文献: 

[1] 姚崎峻，兰志涛，郭安定. 分子筛纯化系统程序控制异 常的分析与处理[J]. 深冷技术，2008 (01):23-24. 

[2] 童国宇，赵纯意. 分子筛纯化系统切换控制自动优化研 究[J]. 深冷技术，2008 (02): 56-57. 

[3] 秦铁. CENTUM 系统SFC 与SEBOL 语言功能在空分装 置分子筛时序控制中的应用[J]. 通用机械，2009 (03): 90-91. 

[4] 李强，仲海. 一起分子筛纯化系统管线冻结的故障分析[J]. 深冷技术，2010 (01): 81-82.

作者简介：于雷(1991-)，男，辽宁抚顺人，本科，助理工程师，从事分子筛纯化系统运行中常见故障处理。