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组合式压缩空气冷干机漏气故障分析

1 工作原理

组合式压缩空气冷干机布置在空压机后端，空压机、冷干机前后串联布置，构成压缩空气系统。根据空气冷却与吸附干燥原理，从空压机出来的压缩空气先经过冷干机制冷系统冷却到一定的露点温度，析出相应水分。进行初步的气液分离后，压缩空气进入冷干机的吸附塔进行深度干燥处理，获得高品质的气源。

2 工作流程

乌沙山发电厂干输灰系统采用 JAL_40M组合式压缩空气冷干机 ， 正常运行时 ，系统压力在 0．6MPa左右。冷干机的工艺流程主要分为冷却和干燥两部分。冷却部分的主要原理是制冷循环原理。通过压缩机、 冷凝器、膨胀阀、蒸发器这制冷系统的四大部件和附属设备 ，对压缩空气进行冷却和初步的除湿。这部分与本文所述缺陷无关，不作工艺流程的详述。

干燥部分的工艺原理如图 1所示。

图 1中，IA、IB分别是 A、B塔的进气气动阀，RA、RB分别是 A、B 吸附塔的排气气动阀。几个气动阀的用气原先取自干燥系统的入口处。OA、OB．CA、CB是布置在A、B塔出口管路上的逆止阀。RV是手动调压阀。经过制冷系统冷却后的压缩空气到达干燥系统。冷干机正常运行时，A、B塔轮流倒换工作。

启动：空压机系统正常启动前，冷干机处于备用状态。此时，RA、RB 阀门处于关闭状态，IA、IB阀门处于开启状态。这时，有其它的空压机为用户提供压缩空气，其中有一小部分压缩空气从用户端通过 RV调压阀和 OA、OB逆止阀进入A、B塔 ，并进一步往回返到前面的空压机里 ， 这样，在设备处于备用状态下为气动阀提供了气源。系统启动时，首先开启冷干机，IB阀门关闭，然后RB阀门打开，A塔开始工作。然后，启动空压机 ，整个系统正常工作。

运行：A塔进行工作时。B塔进行干燥剂再生，此时，IA、RB阀门打开，IB、RA阀门关闭。空气经过IA进入A塔进行干燥，然后从A塔顶部出去经过CA逆止阀后，大部分的压缩空气到达后置的除尘过滤器进行再次过滤后，得到高品质的气源输送到用户。另有—小部分气通过调压阀RV，逆止阀OB从B塔顶部进人 ，对B塔干燥剂进行再生 ，然后经过B塔底部的RB阀门，*后经过排气消音器排空。

倒换：A塔运行20分钟至半小时后，系统由A塔倒换至B塔运行。这时，RB阀门关闭，IB阀门打开，B塔压力开始升高。等到压力平衡后， IA阀门关闭，RA阀门打开，A塔中的压力瞬间排空，排气消音器处能听到较大的排气声。此时，B塔开始工作，A塔开始再生。

停运 ：系统正常停运时 ，先停运空压机 ，再停运冷干机 。此时，RA和 RB关闭，IA和IB打开，系统恢复到备用状态。

3 故障现象

运行中的冷干机发生漏气时，排气消音器出口有很大的漏气声，A、 B塔压力都在0．4MPa左右，输灰压缩空气罐压力会在短时间内下降到 0．4MPa以下，造成输灰系统输灰不畅，气动阀门故障等各种问题，给工业生产造成压力。这类问题往往在吸附塔下一次倒换后消失。

4 故障分析

此类漏气故障发生时，往往会在短时间内造成系统压力下降，因此 ，第一时间赶到现场的运行人员往往会选择及时倒换设备，这样会导致故障原因不能在第一时间判断出来。因此，在此类缺陷发生时，可以先将其它空压机和对应的冷干机启动，但暂时不把漏气的设备停运。技术人员应第一时间赶到现场观察各个阀门的状态。如果因为设备紧急倒换错过判断故障的第一时间，可以根据停运时4个气动阀门的状态来进行判断，同时可以将该设备重新启动，观察运行，进一步确认故障原因。

当漏气发生时 ，应打开冷干机下方的盖板 ，观察 A、B塔底部的四个气动阀的状态。同时结合 A、B塔压力表的参数进行辅助判断。正常运行时，图1中的四个气动阀，互成对角线的两个阀门状态是一致的。不同的阀门出现故障时，具体的情况如下：IA阀门故障：如果IA阀门故障， 则漏气时系统B塔处在运行状态，RB阀门关闭，IB、RA开启，IA关故障(实际处于开启或者未关严状态)，同时，A、B塔压力表压力在0．4MPa 左右，大量空气从排气消音器处漏走。此时，如果将系统停运，先停运空压机，再停冷干机，那么，系统内的压力会从A塔排气口漏走，冷干机停运时，气动阀门已经没有足够的气源了，阀门状态不会发生改变，同时， A、B塔压力显示为0。如果没有停运，等到系统倒换至A塔运行后，系统恢复正常，A塔压力达到 0．6MPa，B塔压力为 0。IA、RB阀门开启，IB、 RA阀门关闭。

IB阀门故障：同理，IB阀门故障时，则漏气时系统A塔处在运行状态，RA阀门关闭，IA、RB开启，IB关故障 (实际处于开启或者未关严状 态)，同时，A、B塔压力表压力在0．4MPa左右。此时将系统停运，阀门状态不会发生改变，A、B塔压力显示为0。如等到系统倒换至B塔运行后， 系统恢复正常，B塔压力达到 0．6MPa，A塔压力为 0。IA、RB阀门关闭， IB、RA阀门开启。

RA阀门故障：RA阀门故障时，则漏气时系统 A塔处在运行状态， IB阀门关闭，IA、RB开启，RA关故障(实际处于开启或者未关严状态)， 同时，A、B塔压力表压力在 0．4MPa左右。此时将系统停运，阀门状态不会发生改变，A、B塔压力显示为0。如等到系统倒换至B塔运行后，系统恢复正常，B塔压力达到 0．6MPa，A塔压力为 0。IA、RB阀门关闭，IB、 RA阀门开启。

RB阀门故障：同理，RB阀门故障时，则漏气时系统B塔处在运行 状态，IA阀门关闭，IB、RA开启，RB关故障 (实际处于开启或者未关严状态)，同时，A、B塔压力表压力在0．4MPa左右。此时将系统停运 ，阀门状态不会发生改变，A、B塔压力显示为0。如等到系统倒换至A塔运行后，系统恢复正常，A塔压力达到 0．6MPa，B塔压力为0。IA、 RB阀门开启 ，IB、RA阀门关闭。

根据不同阀门的故障造成的不同现象 ，表1将正常状态及异常状态下的不同现象进行归纳总结，方便故障时进行快速排查。即便故障发生时设备紧急倒运，也可以根据异常停运时阀门的状态判断出是具体哪个阀门发生故障。

5 处理措施

根据故障现象判断出具体的故障阀门后，我们要采取具体的处理措施。通常阀门故障可能的原因有以下几种：a．乱阀体损坏；b．气缸损坏 ；c．气源管路堵塞；d．电磁阀组件故障；e．气源压力不足。

对于前四种原因，分别需要更换相应的阀体 、气缸 、气源管或电磁阀。对于气源压力不足的现象 ，则需要检查阀门气源的接入点 ，必要时进行改造。图2指出了乌沙山电厂气源管改造前后冷干机气动阀的气源接入点 。原先气源接在干燥系统之前 ，改造后接到了冷干机除尘过滤器之后。

改造前，气源在干燥系统之前，气源负荷受到空压机加卸载的影响， 存在气源不足的可能性，会造成阀门动作故障。改造后的气源布置在后端，气源压力很稳定，不会受空压机加卸载的影响。即便系统故障停运， 也能够保证有足够的气源供阀门动作。此外，异常停运之后，四个阀门的状态较改造前有所不同。表2是气源改造后，异常停运时的阀门状态和 A、B塔压力。

同时，后端的空气经过干燥系统和除尘过滤器的处理后 ，品质更好， 能有效延长气缸的使用寿命，同时，还能减少气源管的堵塞。

6 结论

运行中的冷干机发生漏气会造成输灰系统输灰不畅 ，气动阀门故障等各种问题 ，给工业生产造成极大的压力 。故障发生时，应第一时间赶到现场观察各个阀门的状态。如果因为设备紧急倒换错过判断故障的第一时间，可以根据停运时4个气动阀门的状态来进行判断 。同时 ,也可以将该设备重新启动观察运行，进一步确认故障原因。专业人员要根据发生故障时的具体现象，准确判断出具体是哪个阀门发生了故障，并对阀门和相应的气源管路系统进行检查和处理。同时，建议将冷干机气动阀门的用气从前端供气改成后端供气，确保拥有高品质的稳定气源。

怎么进行压力容器维护保养

1）压力容器的安全装置（安全阀、压力表、卸压孔及防爆膜）应可靠、灵敏、准确，并定期进行检查与校验。

2）应经常检查压力容器的防腐措施，保证完好，同时要采取措施，防止压力容器和有关连接管道的“跑、冒、滴、漏”。

3）应经常检查压力容器的紧固件和密封状况，要求完整、可靠；减少与消除压力容器的振动。

4）检查压力容器的静电接地情况，保证接地装置完整、良好。

5）停用与封存的压力容器也应定期进行维护和保养。

意问题

压力容器的维修应符合国家特种设备专业部门制定的规定。维修时，特别要注意以下问题。

（1）吹扫置换在用压力容器停止运行后，必须按规定的程序和时间执行吹扫置换。要系统地对所有管线吹扫置换流程表，严格按照吹扫流程逐项吹扫置换。对那些易燃易爆和有毒介质，特别是黏度大、压力容器和管道内壁结垢而结构复杂的压力容器，吹扫的流量、流速和时间要足够大，才能保证吹扫干净。当用水蒸气吹扫时，压力容器管道内会积存蒸汽冷凝水，故用水蒸气吹扫过后，还须用压缩空气再进行吹扫，进行低点放空、排尽积水。如果检修时人要进入用氮气置换后的压力容器内工作，则事先需用空气进行吹扫，将氮气驱净，待气体分析含量合格后方可进入。

（2）增设盲板压力容器与压力容器或压力容器与压缩机之间、泵或其他设备之间，有许多管道互相连通，对一个石油化工联合企业来说，为了保证安全生产，一套停工检修的装置必须用盲板隔绝与之相连的众多管线。不加盲板，只靠阀门是不行的。因为阀门经过长期的介质冲刷、腐蚀、结垢或杂质的积存等因素，很难保证严密，否则一旦有易燃易爆物料从中窜通，遇到施工用火便会引起爆炸燃烧事故；如果窜通有毒或窒息性物料，进入压力容器内工作的人员便会中毒或窒息而死亡。凡是能引起着火、爆炸或对人有伤害的所有物料管线均应以盲板相隔离。

（3）检修施工用火检修施工用火都要经过批准，并要做到“三不动火”：即没有批准不动火；防火措施不落实不动火；监护人不在现场不动火。用火必须明确规定的地点和时间。因不执行用火规定发生过着火和人员伤亡事故的情况时有发生。因此，必须严格执行用火管理制度。

（4）压力容器及设备拆卸与封闭检验修理及操作人员进到现场，首先遇到的工作就是开启压力容器人孔，拆卸压力容器的人孔盖，管线的法兰、机泵等。拆卸工作中安全作业应予重视，稍有疏忽，就会发生事故，造成人身伤害。在封闭人孔时，由于不认真检查，将安全帽、破布、手套、工具、螺钉等在设备内部，开工后造成设备堵塞。1）开启塔类设备的人孔时，应坚持按自上而下的顺序依次打开。封闭人孔时则应自下而上地依次封闭。封闭人孔前至少应有2人（施工、生产单位各1人）共同检查，确认内部无物品时方可封闭。2）任何压力容器在打开底部人孔或手孔时，均应事先打开低点放空，并要注意因堵塞造成的假象，当确认无问题时，方可打开底部人孔或手孔，开启时不要对着人进行。3）拆卸泵时，应关闭出入口阀门，打开底部放空阀，在电源开关处挂上警告牌，以防误送电，确认后方可拆泵。4）管道法兰的拆卸应先放空泄压，尤其是对酸碱等腐蚀性介质的管道。松螺栓后不要全部去掉，防止管道下垂伤人。5）人孔、法兰等拧螺栓时，应根据操作温度和压力选用垫片。紧固螺栓应对称地进行，使螺栓和垫片受力均匀，方能保证其严密不漏。

（5）进入压力容器内部作业当贮存或使用过有害气体或液体的压力容器打开后，不能立即入内工作，应先采样分析氧和有毒、易燃气体含量，待确认分析合格，同时按相关规定的要求，做好准备和清理工作。再办理好压力容器内部作业许可证后方可入内，其压力容器外部应设专人监护。

（6）起重吊装压力容器系统中，有的压力容器体积大，起重负荷达到近百吨；有的压力容器安装在高处，高度有几十米；检修时一个阀门或一段管道都需要吊装，由于检修现场条件有限，做好起重吊装工作会碰到很多困难，为确保安全检修，起重吊装必须要遵守有关规定。对于高处作业要遵守高处起重吊装规定，每个起重操作工都要具备一定的专业技术知识，经过培训合格后才能从事起重吊装工作；对每一项起重设备，都应准确计算起重负荷，并留有适当的安全系数，严禁超负荷起吊。（7）高处作业高处作业主要是保护作业者的安全，防止高处坠落事故的发生，除应为操作人员提供必要的工作条件（如脚手架等）外，*重要的是操作人员在高处作业要遵守高处作业有关规定。

（8）电气安全1）对工作介质为易燃易爆特性的压力容器，必须使用防爆灯具。2）操作人员进入压力容器检修，照明灯具必须使用12～36V电压，以确保安全作业。3）对操作人员使用手持电动工具，使用时必须有安装触电保护器措施。

（9）检修质量对压力容器系统进行检修，操作人员必须严格按工艺要求作业，现场监护必须严格把关，认真验收，确保检修质量。

（10）其他注意事项1）不得在压力容器上任意开孔。2）修理时要制定正确的焊接工艺。3）检修后要进行必要的检验，并彻底清理。4）压力容器内部有压力时，不得对主要受压元件进行任何修理或紧固作业。5）检修完毕，将填写的记录存入档案。

修理改造

除前面提到的压力容器修理改造注意的问题以外，还要进行以下处理。1）有衬里的压力容器，如衬里有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，可进行补焊或局部更换衬里。补焊前，应对有缺陷部位打磨再做渗透检测；补焊后还应做渗透检测。对有特殊耐蚀要求的衬里的修理，还应按设计要求进行特殊项目的检验。2）压力较低的压力容器，局部腐蚀严重可采用挖补或更换筒节、封头，更换的筒节或封头应按现行标准进行制造与检验。3）压力容器的密封面损坏，可采用打磨及补焊处理，高压容器用的金属密封元件，可采用研磨修理。4）换热容器管-管板接头的修理。换热容器管-管板焊接接头出现裂纹等缺陷时，或管腐蚀需要换管时，可用铰削或磨去的方法，清除接头的焊缝金属，然后重新焊接。4.移动式压力容器在维修中会碰到更换安全附件、重新涂漆等情况，应根据相关规定对移动式压力容器进行维修工作。