1 空分冷箱及基础温度低简述

整个系统由多个关键子系统构成，包括空气预处理（过滤与压缩）、预冷、分子筛深度纯化、分馏塔精馏、专用的全精馏制氩系统、产品液体储存设施，以及精密的仪表控制与电气控制系统，共同协作以达成每小时55,000立方米氧气与93,000立方米氮气的生产能力。

冷箱设计精巧，分为大冷箱与小冷箱两部分，小冷箱内配置了高效紧凑的板式换热器，而大冷箱则容纳了关键的氩塔与主塔。冷箱结构由外层坚固的钢制保温壳体和内部精密的铝制板翅式换热器及塔罐组成，二者之间填充了高效的保温材料——珠光砂，并通入氮气作为密封介质，确保系统运行的稳定与安全。冷箱周身分布有压力监测点与取样口，便于定期检测内部氧含量，同时底部设有温度探头，实时监控冷箱基础温度，确保整个系统处于最优运行状态。

2 空分冷箱基础温度低原因分析

2.1 运行期间原因分析

冷箱基础温度异常偏低的情形，通常可划分为两类情境：

一类发生在空分系统停机之后，此时若未排空设备内液体，冷箱基础温度有时会骤降至-100℃以下，这一现象易误导人以为设备存在漏液风险，故备受安全关注。然而，若此低温系设备泄漏所致，理论上在停机前系统带压运行时，泄漏现象应更为显著。因此，若停机前基础温度保持正常，而停机后方显现低温，更可能是因设备停机后缺乏加温气体，导致分馏塔内低温气体自然下沉扩散至冷箱基础区域，而非真正的漏液问题。随着设备重新投入运行，此现象将自然消失，无需过度担忧。

另一类则涉及冷箱运行期间的温度骤降，此情况较为危急，往往预示着冷箱内部可能存在泄漏。在设备承压状态下，基础温度的持续下降伴随着密封气中氧含量与压力的显著上升，当泄漏严重时，这些参数将远超正常值，明确指示了内部泄漏的发生。此外，亦需考虑非泄漏因素导致的透冷现象，如温度探头安装位置不当，过于接近分馏塔或排液管线，致使保冷效果大打折扣。在此情况下，尽管温度读数偏低，但密封气的氧含量与压力均维持正常，增加了直接判断的难度，需结合其他检测手段进行综合分析。

2.2 冷箱内地面基础检查

在对粗氩1塔与主塔底部基础地面进行细致检查时，我们观察到塔底基础内侧呈现出明显的凹陷形态，凹陷深度约为10毫米。进一步清理塔底基础下的珠光砂层时，发现地面材质已发生沙化现象，表现为轻微触碰即可碎裂，沙化层厚度同样约为10毫米，具体状况如图1所示。值得注意的是，冷箱基础温度监测点设置于基础的中部，采用套管方式嵌入地面。检查还发现，冷箱内的基础地面存在细微倾斜，整体呈现凹陷趋势，尤以塔器底部基础处最为显著。对比冷箱内外基础高度，发现内部基础普遍低于外部基础高度。

此外，在冷箱扒砂维修作业期间，我们注意到雨后冷箱内地面常有渗水现象发生。经深入调查，确认渗水源头为冷箱外侧地面，水流通过冷箱基础钢架与水泥地面间的微小缝隙渗透至冷箱内部。这一现象导致冷箱内珠光砂受潮，严重削弱了其保温效能。鉴于二期冷箱长期未进行扒砂维护，且已运行长达7年之久，每当外界雨水积聚于冷箱外侧时，便会持续渗透至冷箱内，最终在主塔与氩塔基础底部积聚并冻结，长此以往，该区域珠光砂因反复冻结而结块，保温层功能失效。在设备正常运行时，这种保温失效直接导致冷量透传至冷箱基础底部，形成明显的温度异常区域。图2直观展示了冷箱底部内壁的锈蚀情况及基础钢架与水泥地面间的缝隙问题。

图 1 粗氩塔底部基础示意图

图 2 冷箱基础钢架与水泥地面缝隙

3 采取措施

鉴于冷箱底部基础采用大型水泥整体浇注而成，其尺寸庞大，东西向延伸达21米，且东西两侧空间分布不均，西侧约10米，东侧则较为狭窄，仅有8米。鉴于当前冷箱基础温度面临持续下降的威胁，为有效恢复其通风散热性能，我们采取了针对性措施。具体而言，我们设计并制造了由不锈钢材质构成的专用通风孔疏通工具，通过敲击方式逐一清理疏通冷箱基础内的通风孔道。为防止未来再次发生因低温导致的冻结堵塞现象，我们特别安排了对大冷箱基础通风口的强化处理流程：即按顺序将经过分子筛净化处理的工厂空气强制通入这些通风口。此过程中，我们精心规划了操作顺序，确保对冷箱基础的13个关键管口进行逐一且全面的轮换吹扫作业，以此保障冷箱基础的通风顺畅与散热效率。

4 总结

本文主要针对空分装置冷箱基础在运行期间温度出现持续降低进行原因分析，并采取运行和停车处理措施，保证了装置长周期运行。

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