怎样判断空分设备中冷凝蒸发器泄漏？

第1题：

第2题：

怎样判断主冷凝蒸发器泄漏？

正确答案: 主冷严重泄漏时，压力较高的氮气大量漏入低压氧侧，则上、下塔压力，产品纯度将发生显著变化，直至无法维持正常生产而停车。
当主冷轻微泄漏时，往往不会引起上、下塔压力的显著变化，也没有引起主冷内液氧纯度的显著降低。普遍现象是主冷气氧和液氧纯度相差较大，气相浓度低于与液氧相平衡的浓度值。例如，某厂化验液氧浓度为99%，气氧浓度为96%，结果在检修时发现有7根主冷管泄漏。
产生泄漏的原因有以下几方面：
1）管子因振动而相互磨漏。对长管式冷凝蒸发器，装有上万根管径只有10mm，管长为8m的紫铜管，管间距很小。在运转过程中，由于气流的冲击、振动，很容易在管子中部发生挠曲变形而互相摩擦，时间长有可能磨漏。
2）管内积水而冻裂。当加温不彻底，特别是小管堵塞而给积存水造成机会，加温时又无法吹除掉时，在低温下水冻结成冰，体积膨胀，就有可能将小管冻裂。
3）主冷轻微地局部爆炸。当主冷中局部范围由于乙炔或碳氢化合物积聚，在一定条件下可能发生爆炸。这种轻微爆炸发生时，外部没有任何反映，也听不到声音，开始往往无法察觉。只有当氧纯度自动发生变化而又无法调整时，才有发生这种情况的可能。

第3题：

空分设备中有哪些换热器（）。

• A、氮水预冷系统
• B、冷凝蒸发器
• C、过冷器
• D、加热器

正确答案:A,B,C,D

第4题：

蒸发器加热元件的泄漏不会导致冷凝水带碱

正确答案:错误

第5题：

空分设备内部产生泄漏如何判断？

正确答案: 空分塔冷箱内产生泄漏时，维持正常生产的制冷量显得不足，因此，主要的标志是主冷液面持续下降。如果是大量气体泄漏，可以观察到冷箱内压力 升高。如果冷箱不严，就会从缝隙中冒出大量冷气。而低温液体泄漏时，观察不到明显的压力升高和气体逸出，常常可以测出基础温度大幅度下降。
为了在停机检修前能对泄漏部位和泄漏物有一初步判断，以缩短停机时间，许多单位在实践中摸索了一些行之有效的方法。其中之一是化验从冷箱逸出的气体纯度。当氮气或液氮泄漏时，冷气的氮的体积分数可达80%以上；氧气或液氧泄漏时，则可化验到氧的体积分数显著增高。
第二种方法是观察冷箱壁上“出汗”或“结霜”的部位。这时要注意低温液体产生泄漏时，“结霜”的部位偏泄漏点下方。
第三种方法是观察逸出气体外冒时有无规律性。主要判断切换式换热器的切换通道的泄漏。对交替使用的容器，则可通过切换使用来进一步判断泄漏的部位。
以上的这些判断方法往往是综合使用的。为了提高判断的准确性，应当熟悉冷箱内各个容器、管道、阀门的空间位置，并注意在实践中不断积累经验。

第6题：

冷凝蒸发器的热负荷是怎样调节的？

正确答案: 根据溶液热力学原理，工质的冷凝与蒸发温度仅取决于它的组分与压力。例如，氧、氮二元混合物的冷凝与蒸发温度可根据它们的T-h-P-x-Y图查得。冷凝蒸发器的工作原理是冷凝侧（气氮）的温度必须高于蒸发侧（液氧）的温度，利用两侧的一定温差，使气氮冷凝，液氧蒸发。温差越大，沸腾工况越剧烈。冷凝蒸发器的工作温差与其冷凝蒸发的传热机理有关。例如是管内还是管外冷凝，或是槽内冷凝；是管内还是管外沸腾，或是槽内沸腾；是立式还是卧式等结构形式有关。
空分设备中实际应用的冷凝蒸发器的结构型式有3种：即短立管、长立管及板翅式。一般短立管用于小型空分设备，采用管内冷凝，管外沸腾；长立管用于中型空分设备，传热形式相反；板翅式在各种空分设备中都有采用，主要用于中、大型空分设备。它是气氮和液氧分别在相邻的通道内进行冷凝与蒸发的。
对它们的热负荷的调节，要根据其不同的工作原理来进行。对于第一种型式，通常采用改变蒸发侧液面的高低，即改变传热面积的大小来调节。这样的调节工况比较稳定，上、下塔压力的变化较小。
对第二种型式，因管内的液氧当其视观液面达到30%时已能建立起翻腾工况，传热面已能全部发挥传热作用，因此不能用改变蒸发侧的液面来调节。通常用改变冷凝侧的液氮面来调节相应的传热面积。该类型常用于全低压流程因受空压机压力的限制，上、下塔压力不能随意改变，只能随着进塔空气量的变化而改变的情况。
对于第三种型式，基本上与第二种型式的传热情况类似。只有在小型板翅式单元很短时，沸腾的液体翻腾不激烈，传热情况才与第一种型式相类似。
对于一定的精馏工况，冷凝蒸发器的热负荷是一定的，也是不需要调节的。当环境条件及用户的需求和塔内的工况有变动时，它的热负荷才需要相应地改变。操作工要适应其工况的变化，否则会影响到精馏工况。

第7题：

空分设备在启动和正常操作中能靠冷凝蒸发器积累液体吗？

正确答案: 这个问题要对启动和正常操作两个阶段分别来分析。
在启动阶段，积累液体的任务是靠液化器来完成的，而不能靠冷凝蒸发器。即使把膨胀空气引入冷凝蒸发器，由于传热效果很差，也不能胜任积累液体的工作。不仅如此，问题还在于冷凝蒸发器的结构上并没有膨胀气体进出的回路。
在正常操作阶段，表面上看液氧面的升降是从冷凝蒸发器反映出来的，实际上是一系列传热的结果。怎样把冷量转化为产生液体呢？当冷凝蒸发器处在冷量平衡阶段，如果还要液氧面上涨，就得增加膨胀量或提高膨胀机前压力，即增加制冷量。由于膨胀量的增加，进下塔的空气量减少，使冷凝蒸发器的热负荷减少，蒸发的液氧就相对地减少了，表现为液氧面上涨；如果膨胀量未变，只是提高单位制冷量，即提高膨胀前温度（减少旁通量），则必然使环流气体在切换式换热器中放出的冷量增多，使正流空气进塔的能量（焓值）降低，也将减小冷凝蒸发器的热负荷，液氧蒸发量减少，液氧面上涨。因此，多余的冷量通过换热器转移到塔内，而不是靠冷凝蒸发器积累的。
此外，在正常运行中，上塔底部主冷液氧面的表压力约为0.04MPa，氧的蒸发潜热为6700kJ/kmol；气氮的冷凝压力约0.48MPa（表压），氮的冷凝潜热为4815kJ/kmol。氮的冷凝潜热小于氧的蒸发潜热，即把1kmol的气氮冷凝为液氮所需的冷量比蒸发1kmol液氧所放出的冷量少。而冷量是平衡的，所以相应地气氮的冷凝量要大于液氧的蒸发量。这样会有液体积累起来吗？不会的。因为液氮节流到上塔，压力降低，必然有一部分气化，所以流至冷凝蒸发器的量还是等于液氧蒸发量，不会因此而有液体积累起来。

第8题：

小型中压空分设备在关阀调纯之初，为什么冷凝蒸发器中液面先上涨后下降，而后再复涨呢？

正确答案:在启动阶段冷凝蒸发器积累液体的时候，通过液空、液氮节流阀是气、液混合物。当开始关小节流阀时，由于原先阀门开度较大，下塔进到上塔的气、液混合物量变化不多，下塔压力没有明显的上升，说明冷凝蒸发器的温差没有增大。这时，冷凝蒸发器和周围绝热层已经冷至积液阶段的低温，由于产冷量多，液化量大，因此，冷凝蒸发器中液体的蒸发量也增大，产生的上升蒸气阻止了筛板小孔的流液，在塔板上逐渐积累起液体，因此液面会下降。另外，由于节流阀关小，返流气体暂时会减少，换热器温度有所升高，也会使中压上升，液面下降。当阀门关至正常工作位置时，中压、低压也不再升高，上、下塔温度不再改变，由于高压压力没有降低，冷量显得过剩，液面就又开始上涨了。因此，必须这时需采取降低高压的办法，来使液面稳定在一定的高度上。

第9题：

第10题：

第11题：

第12题：

第13题：

冷凝蒸发器泄漏的原因有（）。

• A、冷凝蒸发器变形
• B、冷凝蒸发器碳氢化合物发生微爆
• C、加温不彻底，水结冰胀裂
• D、冷凝蒸发器冷却太快

正确答案:B,C

第14题：

空分设备中实际应用的冷凝蒸发器的结构形式有哪些？

正确答案: 短立管：用于小型空分设备，采用管内冷凝，管外沸腾；
长立管：用于中型空分设备，采用管外冷凝，管内沸腾；
板翅式：用于各种空分设备，主要用于中、大型空分设备。它是气氮和液氧分别在相邻的通道内进行冷凝与蒸发的。

第15题：

怎样判断液空、液氮过冷器泄漏？

正确答案: 液空、液氮过冷器是以氮气为冷源来冷却液空或液氮的。过冷器有管式、板式两种。当发生泄漏时，就会影响分馏塔的正常工作。它分两种情况：
1）液空、液氮漏向氮气侧。由于液空漏到氮气侧，它将在换热器中进一步被回收冷量，所以冷损增加并不明显，但冷端温度丁。会下降，冷端过冷。如果是液空泄漏，由于液空的氮浓度低，漏入气氮中就会使气氮纯度下降。液体泄漏后，进上塔的液体量减少，回流液减少，会使精馏工况恶化，氧产量下降，严重时分馏塔无法正常工作。
2）气氮漏出器外。这一般发生在连接管焊缝或法兰处。当气氮外漏时，进入热交换器的气氮量减少，液体的过冷度减小，节流后气化率增大。同时，由于这部分没有经过复热的氮气通过绝热材料漏掉，使气氮产量下降，冷损增加，筒壳结霜，冷凝蒸发器的液氧液面下降。
为了进一步判断液空、液氮过冷器是否泄漏，需将分馏塔停车加热。将中压系统和低压系统隔开，尽量做到不漏气，然后分别对中压系统、低压系统试压。若中压系统升至工作压力，低压系统有气或低压系统升至工作压力，中压系统有气时，在排除冷凝蒸发器、液空节流阀、液氮节流阀等中低压连接阀门不漏的情况下，可进一步确认是液空、液氮过冷器泄漏。此时应扒掉珠光砂，拆开处理。

第16题：

怎样判断主冷凝蒸发器泄漏严重是（）。

• A、上塔压力变化
• B、下塔压力变化
• C、氧气纯度变化
• D、氮气纯度变化

正确答案:A,B,C,D

第17题：

冷凝蒸发器在空分设备中起什么作用？

正确答案: 氧、氮的分离是通过精馏来实现的。精馏过程必须有上升蒸气和下流液体。为了得到氧、氮产品，精馏过程是在上、下两个塔内实现双级精馏过程。冷凝蒸发器是联系上塔和下塔的纽带。它用于上塔底部的回流下来的液氧和下塔顶部上升的气氮之间热交换。
液氧在冷凝蒸发器中吸收热量而蒸发为气氧。其中一部分作为产品气氧送出，而大部分（70%～80%）供给上塔，作为精馏用的上升蒸气。气氮在冷凝蒸发器内放出热量而冷凝成液氮。一部分直接作为下塔的回流液，一部分经节流降压后供至上塔顶部，作为上塔的回流液，参与精馏过程。
由于下塔的压力高于上塔的压力，所以下塔气氮的饱和温度反而高于上塔液氧的饱和温度。液氧吸收温度较高的气氮放出的冷凝潜热而蒸发。因此而得名叫“冷凝蒸发器”。冷凝蒸发器是精馏系统中必不可少的重要换热设备。它工作的好坏关系到整个空分装置的动力消耗和正常生产。所以要正确操作和维护好冷凝蒸发器。

第18题：

全低压空分设备的冷凝蒸发器应怎样操作？

正确答案: 在正常运行中，冷凝蒸发器的操作主要是保持氧液面在规定的高度上。引起主冷液面波动的原因较多，但归结起来是不外乎是冷量不平衡或液体量分配不当造成的。
制冷量的多少是整个空分设备冷量平衡所要求的。制冷量大于需要量时，冷凝蒸发器的液面会升高，就应相应地减少制冷量。在液面降到合适高度时，还需要稍增加一点制冷量才能使其平衡、稳定。如果装置的冷损增加或由于其他原因制冷量小于需要量时，则冷凝蒸发器的液面会下降，就应增加制冷量。当液面长到合适的位置时还要稍微减少一点制冷量，才能使液面稳定。这种操作是对指示滞后的人工反馈。
对全低压空分设备来说，增加或减少制冷量主要是靠增加或减少膨胀机的膨胀量（或改变机前压力和转速）。     冷凝蒸发器液面过高或过低时，还要看看其他液面是否合适。如果冷凝蒸发器液氧面过高而下塔液空面过低，可能是由于打入上塔的液空量过大。此时应关小液空节流阀。反之，若冷凝蒸发器液氧面过低而下塔液空面过高，则要开大液空节流阀，以保持冷凝蒸发器的液面稳定。
当冷凝蒸发器液面过高时，可以排放一部分液氧。这不仅能使液面迅速下降，还可以清除一部分杂质，有利于安全运行。
如果是带氩塔的设备，应事先提高液氧液面，积聚冷量，然后再启动氩塔。

第19题：

有的空分流程设置有辅助冷凝蒸发器，它起什么作用？

正确答案: 在主冷凝蒸发器中随着液氧的不断蒸发，其中所含的乙炔及其他碳氢化合物将不断浓缩。为安全起见，必须设法将其清除之。设置辅助冷凝蒸发器就是清除方法之一。
该法是从主冷凝蒸发器底部引出一部分液氧（相当于产品氧气量），让它在辅助冷凝蒸发器中蒸发。随着液氧的蒸发，乙炔等可爆物也在浓缩。这部分乙炔浓度较高的液氧（相当于1%的产品氧气量）被引至乙炔分离器，积存在分离器底部被定期排放掉。这种防爆的方法曾在高低压流程的3350m³/h空分设备上引用过，可以防止主冷凝蒸发器内乙炔的积聚，保证主冷凝蒸发器的安全。

第20题：

如何判断空分塔内硅胶泄漏？

正确答案:（1）主冷排放液氧及吸附且排放的液空中有硅胶粉末；
（2）塔板被堵塞，精馏工况正常，会造成液悬；
（3）硅胶补充，充填量不正常。

第21题：

第22题：

第23题：