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氮塞处理方法汇总和氩系统的操作氮塞往往是氩馏份的质量不好，即含氮量过高所引起的。
当大量的氮随着氩馏份进入精氩塔，慢慢到了粗氩冷凝器，由于氮组份在粗氩冷凝器中是无法冷凝的，所以其慢慢占据了粗氩冷凝器板式单元的大量空间和面积，严重影响了氩组份的冷凝，形成了氮塞。
如果是设计上没处理好这一问题，没有对氩馏份含氮量进行控制，或氩馏份在上塔的抽口位置偏高，都会造成空分设备先天不足，这一类空分设备比较容易氮塞，空分设备在运行过程中，只要稍有疏忽，精馏工况就会偏离设计工况，造成氩馏份含氮量偏高，引起氮塞，如果长期稳定在那个不正确的操作点上，空分设备也会比较容易氮塞。
氮塞的处理要相当果断、相当积极，只要处理得当，一般的氮塞在一个小时内，即可恢复到正常工况。
氮塞往往是上塔下部的氧区域逐渐下移，而上塔上部的氮区逐渐跟着下移。
氮塞的处理不能等它自己慢慢恢复过来，这时时间会拖得很长，一定要采取积极的手段，增强上塔底的氧区，将上塔上部的氮区慢慢上移，也就是说改变氩馏份的组份，将其含氮量逐渐减下来，只有氩馏份好了，氮塞才能慢慢的减轻，直到完全恢复正常。
克服氮塞的手段是多种多样的，一般都是根据当时的实际工况，几种方法结合起来，灵活使用。
首先果断打开粗氩冷凝器后面的粗氩放空阀（V712）是第一位，继而打开粗氩进粗氩液化器或直接进精氩塔的V705阀，该阀一般缓慢开到100%是没有什么问题的，因为它没有什么损失，V712的开度则要根据氮塞的程度来决定，为保险起见，开到100%也不谓之过份，但这二只阀的开度要分二、三次进行，以减少对精馏工况的冲击。
如果此时精氩塔上部冷凝困难，V751也应该打开排放。
上述的措施是为了把氮放出去，也是为了不让氩馏份的量减下来，阻力掉下来，粗氩冷凝器的液空液面涨起来，粗氩塔Ⅱ底部的液位满起来，从而维持住二只氩塔的的正常工作。
只有尽量地把粗氩塔的液体留在原来的位置上，主冷的氧纯度才不会降，才谈得上正常生产。
其次，适当减少氧产量，少得100~200m3/h，多则氧产量的5%左右。
文章编号:100929425(2003)0320044203收稿日期:2003203206作者简介:严寿鹏(1940— ),男,高级工程师,1965年毕业于西安交通大学深冷专业,在杭氧所、厂从事空分设备,稀有气体设备设计研究,曾任杭氧设计处长,现任杭州德灵低温设备成套工程有限公司总经理。
粗氩塔“氮塞”的分析及处理严 寿 鹏(杭州德灵低温设备成套工程有限公司,杭州三塘公寓1-702号 310004) 摘要:简介粗氩塔“氮塞”的三种情况及处理方法,分析了影响粗氩塔精馏工况的主要因素(氩馏分和粗氩含氮量、粗氩塔冷凝蒸发器热负荷与结构),并谈了氩馏分含氮量发生变化的原因及调整措施。
关键词:粗氩塔;氩馏分;含氮量;氮塞;原因;措施中图分类号:T Q116143 文献标识码:BAnalysis of the crude argon column blocked by nitrogen andmeasures to be takenY an Shou 2peng(Hangzhou Deling Whole Cryogenic Equipment Engineering Co 1,Ltd 1,12702San T ang Apartment H ouse ,Hangzhou 310004,Zhejiang Province )Abstract :The three conditions concerning the crude arg on column blocked by nitrogen and corresponding measures to be taken are described in brief.The main factors affecting the operating conditions of distillation in a crude arg on column are analyzed (i 1e 1the nitrogen content in arg on fraction ,the thermal loading of the condenser/reboiler in a crude arg on column and the structure ).In addition ,the causes leading to the fluctuation of the nitrogen content in arg on fraction and the measures to be taken to adjust it are discussed.K eyw ords :Crude arg on column ;Arg on fraction ;Nitrogen content ;Nitrogen blockage ;Cause ;Measure1 前言粗氩塔在正常工作中,有时阻力会突然下降,粗氩的组分也随之发生变化,含氩量下降,含氧量升高,甚至粗氩塔的正常工况被破坏,我们称为粗氩塔出现“氮塞”工况。
大型内压缩空分氮塞处理措施一、氮塞现象的理解。
1.1 首先呢，氮塞是大型内压缩空分装置里挺让人头疼的一个事儿。
简单说啊，就是因为各种原因，氮气在塔里不正常地积聚起来了，就像交通堵塞一样，氮气把路给堵住了。
这时候整个空分系统的运行就乱套了。
1.2 它产生的原因有不少呢。
比如说主冷液位波动大啦，液氧蒸发量突然不正常啦，还有可能是膨胀机那边出了问题，就像一个环节出岔子，整个链条就跟着受影响。
这就好比一个乐队里，有个乐手节奏乱了，那整首曲子就没法好好演奏了。
二、氮塞发生后的紧急处理措施。
2.1 一旦发现氮塞了，咱得赶紧调整操作。
操作人员得像个冷静的舵手一样，稳住阵脚。
如果是主冷液位的问题，那就得小心翼翼地调节进液量和出液量，就像给一个漏水的水桶，一点一点地调整进出水的速度，不能太猛，不然情况会更糟。
2.2 对于膨胀机这一块，如果是因为它导致的氮塞，那就得尽快检查膨胀机的转速、进出口的温度和压力等参数。
这就好比给病人看病，得先把症状找全乎了，才能对症下药。
要是发现转速不正常，就得按照操作规程去调整，不能瞎搞，不然就会“病上加病”。
2.3 还有就是要关注空气进塔量的变化。
有时候氮塞了，空气进塔量也跟着不正常。
这时候就得像个细心的裁缝一样，把这个量裁剪到合适的大小，让空气进塔的量刚刚好，既不能太多把系统撑坏了，也不能太少让系统“饿”着。
三、氮塞后的系统恢复与预防措施。
3.1 在氮塞处理完之后，可不能就觉得万事大吉了。
得对整个系统进行全面的检查和调整，就像给刚经历一场风暴的房子做个全面的修缮一样。
要检查各个设备的运行状态是不是恢复正常了，各个参数是不是在合理的范围内。
这就像是给一个大病初愈的人做个全面的体检，确保没有任何“后遗症”。
3.2 预防氮塞也很重要啊。
俗话说“未雨绸缪”，平时就得做好设备的维护保养工作。
定期检查那些容易出问题的部件，就像给汽车定期做保养一样。
还要对操作人员进行培训，让他们对各种可能导致氮塞的情况都心里有数，就像战士熟悉各种战斗场景一样，这样一旦有异常情况，就能及时发现并处理，避免氮塞这种麻烦事儿再次发生。
精心整理氮塞的原因分析与处理氮塞的形成原因主要是从上塔提馏段抽出的氩馏份含氮量增加，在粗氩冷凝器中聚集，使粗氩冷凝器有效换热面积和换热温差减小，热负荷降低，氩馏份抽取量减少，严重时直至为零，从而使氩系统瘫痪。
氮塞如处理不及时发现及时处理，不仅会使氩系统瘫痪，中断氩产品供应，处理不及时也会导致主塔工况恶化，氧产品纯度破坏，无法供气。
一、 造成氩馏份含氮量增加的原因分析1、分馏塔压力波动过大由分子筛倒换、放空阀故障；空分系统阀门故障等原因，造成上塔压力大幅波动，氩馏份抽取量（FIC —7112塔内上3、V1V1V14、V2增加。
的相互 56应依据氩馏份含氩量（A1—701）合理调节低压氧送出量。
7、氮气送出量过小氮气送出量过小，上塔压力升高，富氩区下移，氩馏份含氮量增加，反之则相反。
这时应适当增加氮气送出量。
8、氧产量过大在进塔空气量不变的情况下，氧气量偏小，氧纯度升高，氧的提取率降低，富氩区上移氩馏份含量减少。
氧产量过大时，氧纯度降低，富氩区下移，氩馏份含氩量增加同时含氮量也增加，此时应依据进塔空气量合理调节氧产量。
9、主冷氧液位控制过高主冷液氧液位控制过高，底部液氧静压差增大，底部液氧精心整理温度偏高，主冷有效换热区域和温差减小，热负荷降低，富氩区下降，氩馏份含氮量增加，这时应适当降低主冷液面。
10、粗氩I塔粗氩液位控制不当正常运行时，粗氩泵运转频率偏大，调整不及时；或因FIC—711流量减少，没有及时降低泵频等情况使精氩液位持续并快速的下降，大量粗液氩回流主塔，上塔提馏段回流比增加，主冷液位升高，氧气纯度降低，富氩区下移，氩馏份含氮量增加。
所以在日常工作中应有专人负责监测和调整粗氩液位，保持其稳定。
11、制冷量的影响在进塔空气量不变的情况下，增加膨胀机制冷量或进塔空气温度降低，使装置总制冷增加，液氧产量增加，主冷热负荷有所降低上塔富氩区下移，氩馏份含氮量增加，这时应适当增大V20和V2的开度，增加进塔空气量，把主冷热负荷调到正常。
如何避免氮塞！一、氮塞原因：在正常工况下，粗氩塔的氩馏分氧含量设定值为91.1%，若氩馏分氧含量低于90.5%，粗氩塔就会出现轻微氮塞，氩馏分氧含量低于90%，粗氩塔就会出现严重氮塞。
因为过多的氮跟随氩馏分一起进入到粗氩塔顶部冷凝器，导致其饱和温度下降。
由于氮的沸点远远高于液空，液空气化无法提供氮冷凝所需要的温度，精氩塔的处理能力有限，因此过多含氮较高的氩便慢慢聚集到粗氩塔，占据冷凝器换热面积，减少冷凝器换热温差，使冷凝器停止工作，至此氮塞形成。
氮塞形成后氩塔停止工作，原来主塔提供到氩塔的冷量不能被利用，只能向主塔转移，这时的主要操作就是用一切手动最大限度降低氮塞对主塔造成的影响。
二、氮塞出现时的现象1.精氩塔压力升高；精氩塔处理能力有限，不能将含氮较高的氩气及时排出去。
发生精氩塔压力骤然增加的情况下，开大精氩塔顶部放空阀，这样可以处理精氩塔轻微氮塞。
2.液氩中氮含量增加；3.粗氩塔阻力波动较大；粗氩塔冷凝器停止工作，冷凝回流液减少，阻力会出现波动。
4.粗氩塔顶部液位上升；换热温差减小，液空蒸发量减少或者不蒸发，V3阀门手动后必然导致顶部冷凝器液空液位上升。
5.回流阀V701慢慢开大；氮塞后粗氩塔回流液减少，阀门液面调节的时候会慢慢开大。
6.液空侧温度下降；7.液空侧压力下降；8、主塔下塔液空液面升高，为了减少氮塞对主塔造成的影响，液空节流阀会调手动，减少液空进上塔的量。
三、操作中如何减少发生氮塞的可能性（1）主塔的操作1、要尽量保持主塔的稳定性，不要发生大的波动，主塔稳定是氩塔稳定运行的前提，只有主塔稳定精馏状况给力，才会给氩塔提供正常运行的条件。
特别是均压时会有大约10%的空气量去均压，这是要有预兆性的增加空压机负荷或者是减少产品气量的取出量，不要等主塔已经有了反应才去调整，要防患于未然。
2、产品气量的取出量不要发生较大的波动，因为氩馏分抽口的位置是一定的，产品气量取出不稳定时会是氩馏分的富集区发生波动，当富集区下移时就有发生氮塞的可能了。
粗氩塔氮塞的形成及处理
一、氮塞定义
所谓“氮塞”是指在氩馏份气体中因含氮量过高，使粗氩塔无法正常工作的现象。
因氮气的沸点较低，粗氩塔顶部浓缩后的氮及粗氩气的混合物中氮组分偏高，使其冷凝温度下降，与富氧液空之间的传热温差变小，使得不冷凝的氮气充斥在冷凝器中粗氩侧，氩气冷凝量大幅下降，甚至氩气不能冷凝造成冷凝器无法正常工作，粗氩塔顶部没有回流的液体，破坏了粗氩塔的精馏，氩馏分进入粗氩塔的量减少。
随着气态氩馏份抽出量减小，上塔上升蒸汽量增加，回流比减少，氧纯度提高，使得氩馏份中含氮量减少，于是又造成氧含量超标，粗氩冷凝蒸发器温差又会扩大，粗氩塔回流液体量增加，馏份抽出量将自动增大，上塔上升蒸汽量减少，回流比增加，氩馏份中含氮量又随之增大。
这样反复变化，使粗氩塔无法工作。
二、氮塞形成的原因
在正常工况下，氩馏分氧含量设计值为91.91％,氩为8.08%。
操作中以AI4309监测氩馏分中氩气含量，正常指标为8-12%。
以PDI4313监测粗氩塔阻力，正常值为0.5—1KPa,变送器测量范围为0-6KPa。
发生氮塞最直接的判断，是粗氩塔阻力PDI4313测量值下降；其次，是氩馏分氧含量下降到某个值（即AI4309值超过12%）；再次，粗氩塔顶温度设计值为-183℃，该点温度下降，说明含氮量增加；
氧气、氮气产量，入塔空气量和压力的改变，空气纯化系统的切换，都会引起氩馏份组份的变化。
2．1. 产品氧气量波动大
在本内压缩流程中，氧气取出量大，导致高压主换热器中部温度（膨胀机空气）和冷端高压正流空气温度降低、液化量增加，使进入下塔的空气含湿量大，下塔液空纯度稍降低。
原因主要有3个方面：①高压液体空气量增加(气化率也下降)，L/V增加、下塔贫液空含氧量（正常为23.39%）下降，通过HV4304进入上塔后氩馏分氧含量降低；
②高压液体空气量增加，下塔回流比增大，富氧液空氧纯度降低，也会导致氩馏分氧含量降低；③下塔液位为自动调节，下塔液体量增加，调节阀LV4301会开大，下塔进入上塔的液体量增加，上塔回流比增大。
氩馏分氧含量降低。
氧气量波动大的原因主要有两个：①由于氧气送给气化用户，受气化负荷调整影响调节；②由于氧气流量调节阀FV4339A/B选型偏大或PID参数设臵上的原因，偏离最佳调节范围，无法实现稳定调节，导致氧气流量波动比较大。
使氧气送出量较大，导致氩馏分氧含量降低，氩馏分氮含量增加，易引起粗氩塔氮塞。
2.2. 纯化系统切换
纯化系统切换至KV3209充压时，进入主塔的空气量会发生波动，从而影响氩馏分氧含量。
在吸附器升压过程中，进入主塔的空气量会减少，若空压机导叶采用流量自动调节，导叶不会开大，故有的厂家在入口导叶压力或流量控制器的基础上，在纯化器均压时增加了预开调节功能、或采用手动补偿的方式，使进入主塔的空气量达到正常。
但在吸附器升压结束时，进入主塔的空气量高于正常值较多，空压机导叶关得比较快，由于流量测量滞后，导叶的开度小于正常值，使进入主塔的过热空气量减少，下塔L/V增加，从而造成氩馏分氧含量降低，氩馏分氮含量增加，引起粗氩塔氮塞。
由于氩馏分氧含量变化主要是因吸附器升压、使进入主塔的空气量减少和空压机导叶调节引起的，故一方面可把吸附器升压时间适当延长，减少升压造成的影响；另一方面调整空压机导叶调节的 PID参数，使空压机导叶开关速度变小，从而使进入主塔的空气量波动较小，减少对主塔工况的影响。
2。
3. 液氮送出量减少
液氮送液氮洗装臵量因故中断或减少，下塔的液氮量及下塔回流比增加，液空纯度降低。
这些液氮增加的量最终通过液空调节阀 LV4301进入上塔，这时上塔回流比增加，氩馏分氧含量降低，氩含量增加。
因这部分外送量较小，单套仅800Nm3/h，故其影响相对较小。
2.4.外送氮气产量增加
氮气送氮压机到氨合成及液氮洗、到净化系统的氮气量，由FV4335A/B,FV4336的控制，当送出量增加，到主冷的氮气减少，使主冷热负荷减少。
一方面，冷凝的液氮减少，下塔回流比下降，液空纯度上升；随后到上塔的富氧液空量也减少，导致上塔回流液也下降。
另一方面，氧侧的蒸发量减少，上塔上升蒸汽量减少，因调节反应的滞后、下塔到上塔的液流量暂时没有减少，主冷液面有所上涨，同时上塔的回流比上升，故氩馏分氧气纯度首先是减少的。
在这一短时间内也容易形成氮塞。
故在操作中，应尽量保持外送氮气流量的稳定。
2.5.污氮采出量的减少
随污氮采出量减少，上塔回流比增加，氩馏分氧含量下降。
导致污氮采出量减少的原因，主要是污氮管路阻力降的增加：如水冷塔液位高、水冷塔液体喷淋密度异常；污氮放空阀开不到位等情况，此时应伴随着上塔压力上升的现象。
2.6. 粗氩塔液空液面过高、液空蒸气量过大
若LIC4309设定值过高，粗氩冷凝器热负荷增加，表现为液空蒸汽量增加，PI4303测量值增加。
说明粗氩塔超负荷运行。
当氩馏分氧含量低于90％，进入粗氩塔的氮量就会较多，造成粗氩塔氮塞。
2.7.入塔空气量的减少
运行过程中，因阀门泄漏（如空压机防喘振阀关不死）、环境温度或循环水升高等原因导致空压机打气量下降，空压机出口阻力降增加（阀门卡塞、空冷塔水位高、液泛、换热器通道被堵塞、分子筛粉化严重、下塔操作压力升高）导致工作点向左移动使打气量下降等。
其氮塞形成的机理同2.2.
三、氮塞的纠正与预防
3.1. 粗氩冷凝器控制合理的液空液面
粗氩塔冷凝器热负荷是根据粗氩塔阻力PDI 4313来判断、通过调整富氧液空液面LI4309来实现，它将影响粗氩的产量及纯度。
开大LV4309阀，富氧液空液面升高，冷凝器的热负荷增加，抽取氩馏份流量增加，反之减少。
氩馏份流量也不可过大，过大不但影响粗氩塔的正常精馏，也会影响主塔的精馏工况。
所以在操作过程中，应根据PDI4313的变化来调整一个最佳的液面高度。
3.2.保持主冷液位及氧纯度的稳定
监控主冷上下层氧气纯度AI4303/AI4305，调整主塔工艺维持氧纯度稳定，根据经验数据，氧纯度波动0.1%，氩馏分中氩含量将波动1%。
主冷液位的波动，其实质是反映了主冷热负荷的变化及上升蒸汽量的变化。
3.3. 氮塞形成前，通过调整低压氧气送出量来抵消工艺波动的影响
当AI4309测量值偏高，阻力降PDI4313偏低时，将FIC4333投手动或减小给定值，减少低压氧气送出量，使上塔提馏段上升气增加，回流比减小，增加氩馏分氧含量。
3.4. 氮塞形成后，加大粗氩气导出量
氮塞一旦形成，应立即开大FV4332或提高FIC4332给定值，把粗氩塔中不易冷凝的氮气尽快排放出去。
另外，找出问题的关键，尽量稳定主塔的操作。
3.5空分装臵在低负荷或者在投运初期，建议不投运粗氩塔。
待熟练后再投用。
