制氧工程技术总结

1、制氧工程技术总结（吴怀益2005年6月）从2002年9月至2005年6月，我先后参加监理了新钢1.6万、2万和萍钢3台1万制 氧机安装工程。根据5台制氧的经验教训，特进行技术总结如下：一、土建施工方面：土建工程监理应重点注意两个问题。一是空分塔基础不论地质条件好坏，不论是否打桩，都要按国家规范要求进行预压， 观测其沉降数据变化。符合标准后，方可中交给专业安装。否则，将可能留下隐患，造成日 后塔体歪斜。预压分三次逐步加大荷载，每次预压时间为7天，每天测量一次，取得相关数据。最终荷载加至基础总承重量的1.5倍，下沉上浮不超过土 10mm为合格。荷载采用钢锭 或砂包等，码放要均匀、水平，重心不可偏斜

2、，以免将基础压歪。基础验收时表面不应有裂 纹等缺陷。砼体内不允许夹有木板、油毡等易燃物。表面平整度5/1000,水平度5/1000,全长不超过15mm,基础底板下面用膨胀水泥灌充实。萍钢 1万空分塔总重量约900余吨， 按1.5倍的荷载1350吨，沉浮未超过土 10mm。空分塔完工后，经复测其垂直度未发生变化， 情况良好。2004年3月，我去常州铁本制氧编写监理规划和监理细则，当时空分塔已安装三分之 二，但基础未进行预压。业主是个体户，不懂技术，只讲工期，不讲质量。一旦出了问题， 我们将有口难辩。二是空透、氧透、氮透 3大机组高架平台基础，其地脚螺丝预留孔钢管安装垂直度尺 寸要准确，一旦中心偏

3、离或垂直度倾斜，处理难度很大。萍钢新区2#氧压机高架基础是业主土建单位施工的，平台厚度1.8m,预留孔钢管 巾 100mm,地脚螺丝450mm。钢管安好后， 因固定不牢，振捣时将钢管振斜，下部管口偏离中心30mm,对穿地脚螺丝不能垂直安装（见 图1）。后将下部钢管割掉，凿砼扩孔，费了很大劲，吃了很多苦，才 勉强使地脚螺丝垂直安装。如果当时将垂直的钢管上下固定好， 就不会 吃这种苦头。二、机械安装方面：制氧工程一般都设计有透平空压机、透平氧压机和透平氮压机3大机组，布置在主厂房的高架平台基础上，是制氧工程的主要机械设备。 这些设备精度高，转速快、安装技术标准高，是安装单位主要施工任务之一。国外同

4、类设备 不仅质量好，且安装方便，运转稳定，一般都没有什么大的质量问题。如美国库柏公司和法 国阿特拉斯的空压机、美国英格索兰的氮压机等，都深受建设单位和安装单位的欢迎。特别 是英格索兰氮压机，就像傻瓜照相机一样，体积小，产量高，安装技术简单，但售价普遍较 高。而国产的3大机组虽价格便宜，但质量问题较多，安装比较麻烦。如：萍钢新区的1#氧压机，在制造中出现低级错误。该机由两个气缸、 一台增速机、3块台板和一台电机组成（见图2）。由于 两缸共用一块台板，4个栽丝中有1个偏离中心14mm， 其对角线相差23mm。按此尺寸安装，电机将偏离设计 中心60mm。厂家派人来现场处理，其方法是打磨栽丝， 缩小直

5、径，以此来消除14mm的偏差。对此，我们提出异议。一是缩小栽丝直径，削弱了栽 丝的强度，设计上不允许；二是即使缩小 1/3,也很难消除14mm的误差。鉴于在台板上另 钻孔栽丝不现实，我们建议将缸体拉回厂里扩孔。厂家的同志不同意，提出处理基础来解决。 对此，我们坚决反对。第一，中心线是设计院给的，未经设计同意，任何单位无权改变；第 二，基础中心尺寸符合设计要求，土建单位无任何过错；第三，在1.8m厚的基础上处理预留孔，工程量大，难度大，给土建单位造成很大经济损失，与理不公。因此，我们在高层例 会上提出，此氧压机属不合格产品，应返厂整修。我们的意见得到了业主的支持。后将该机 缸体拉回厂里扩孔，彻底

6、解决了这一设备质量问题，即保证了安装质量，又公正地维护了土 建单位的利益，受到各方赞扬。三、管道安装方面：建制氧站，工程量最大的是管道安装任务。如果选址离炼钢车间 较远，加上外部工艺管道，任务量就更大了。一要严格审查施工队伍。2002年我们监理新钢1.6万制氧站，除站内管道外，外部输 氧、氮、氩管道就长达4公里，3根管道全部安装在4m高的砼支架上。监理由炼钢监理部 的结构工程师兼管。如25mm的输氧管焊缝经10%拍片检查、气密性试验和强度试验， 均符 合规范要求，并通过了市技监局的确认，即将投入使用。人们怀着竣工的喜悦，纷纷收拾机具，准备搬师回朝。由于包工头与打工仔之间的分配矛盾，一打工仔为报

7、复包工头，有意违 反标准，在球罐区氧气管道一焊缝内加塞一根电焊条，并举报到市技监局。技监局及时通报 给新钢质监站，质监站通知我监理部追查此事。经新钢中心试验室拍片检查，证实确有此事。 一时间，新钢上下一片哗然。当即召集千里之外的施工单位领导来新钢嗟商，包工头连夜组 织亲信寻找举报人问罪，气氛非常紧张。我监理部一方面制止包工头报复举报人的违法行为； 一方面与施工单位项目部研究整改方案。根据新钢的决定，球罐区氧气管道焊口边返工，边拍片检查。经过三天三夜的返工和检查，真正加塞焊条的只有一道口，施工单位损失十几万 丿元。我们的教训在于，一是对施工队伍审查不严，只审查了个人资格证，不知道是分包队 伍；二

8、是兼管监理因管事多，战线长，巡视检查不力。当然，今后对类似问题监理也很难发 现。但有了这次教训，要警惕和防止类似事件的发生。二要严格按规范标准监理。在质量问题上，对错误行为的怜悯，就是对监理工作的渎 职，也是对国家规范的藐视。2004年，萍钢新区制氧站调压室，是管道和阀门最集中的地 方，且房间狭窄，施工难度很大。氧气从车间和球罐出来后，经过调压室过滤器送往炼钢车 间，如果压力过高，可放散降压（见图3）。过滤器前后都有调节阀门，法兰联接螺丝为 也0mm, 且离墙体距离只有30mm，搬螺丝只能用倒链拉。此 过滤器安装前未报验，未拆检，业主也未提供合格i证和使用说明书。由于工期紧，过滤器安好后，立即

9、进行吹扫并投入使用。 按规范要求，过滤器在吹扫前应将滤芯拉出，吹扫完后再装上；或不拉出，吹扫完后，拆出滤芯清洗复位。当时，我们也曾想要施工单位拆出清洗，但考虑到拆卸和复位是安装量的1.5倍，怜悯之心陡然而生，没有强求拆洗。投产半个月后的一天凌晨 3点，过滤器突然着火燃烧，就像一把割枪，把整个过滤 器和联接管道全部熔化，钢渣喷到墙壁和房顶，照明全部烧毁，氧压机被迫停机，球罐关闭， 炼钢车间因断氧停产，场区非常吓人，好在没有伤人。事故发生后，业主果断取消了过滤器 和放散装置这一不合理的设计，供氧管道直接通往炼钢车间。经过6个小时的抢修，恢复了生产。-3 -在业主调查分析事故原因时，提出四点：一是对

10、同类过滤器进行拆检后，发现产品制 造存在违规之处；二是设计上存在诸多问题；三是施工单位未拆洗（业主对未提供合格证和 使用说明书，对施工单位为何不报验却只字未提） ；四是监理单位检查监督不严。最后决定， 对施工单位罚款 1.5 万元，对监理单位提出批评。那么这次燃烧事故究竟是什么原因发生呢？一是产品滤芯网是螺丝联接而不是铆接， 螺丝松动脱落的可能性存在； 二是管道吹扫后， 滤芯未拆洗，杂质在氧气的冲击下磨擦生火， 引起爆炸燃烧的可能性也存在。 但设备已烧成灰烬， 一切都无从考证。 如果滤芯进行了拆洗， 第二个因素就可排除，我监理部和施工单位就没有任何责任。教训是深刻的。今后，不论施工难度有多大，

11、不论工期如何紧张，都必须按规范办事。 规范标准是执法的准绳，任何人都得服从。四、空分管道安装方面： 制氧工程有两大核心项目，一是空分塔的管道安装；二是主 厂房里的 3 大机组安装。 特别是空分塔内的管道安装更为重要。 周恩来总理在处理国内国际 事务中，明确指出“外事无小事” 。干制氧工程，我的体会是“内事无小事” 。其原因是，塔 内的事再小，哪怕是一点点小漏，因是隐蔽工程，不扒砂就无法处理，所以小事也是大事。 而塔外的事，都是外露的，再大也好处理，无须先决条件。 萍钢新区 1#空分因两根仪表管 泄漏造成扒砂就是一个典型事例。空分塔，又称为冷箱。 空气在冷箱内经过各种塔器的作用，将空气冷化成液体

12、，液体 在不同的高度， 分离出氮、 氧、氩不同比重的气体亦叫空分。 冷箱内的铝合金管分为两大类： 一类为液体管，一类为气体管。其规格近30余种，最大管径800mm左右，最小管径为18mm （一般为仪表和导压管）。根据制氧站规格的大小，箱内480mm以上的铝管仅固定焊口就有 2000 多个（固定焊口即在箱内对接时的焊缝，活动焊口为在棚内制作时的焊缝） 。这 30 余种规格的铝管，分别联接在各种铝质塔、器上（如主冷塔、粗氩I、II 塔、精氩塔、板翅换热器等等）。这些塔、器长期在-180C低温下工作，其高度一般要冷缩150mm左右，与其 联接的管道如果未按规定满足冷缩的补偿尺寸， 或抱箍、管托设置位

13、置不当， 就有可能因塔、 器冷缩把管道焊缝拉裂而泄漏（特别是仪表、导压管） 。因此， 对管道的抱箍、管托、卡箍 的设置，松紧程度，距离等，都有严格的要求。 由于冷箱三维空间布置如蛛网似的管网，有 的抱箍、托架和卡箍的位置在图纸上无法表示，安装时，只能按既定原则，根据空间的实际情况灵活确定。据全国制氧行业近年的情况反映，造成扒砂的原因，大多是仪表导压管拉裂泄露所致。 萍钢新区1#空分扒砂也不例外（见图4）。该空分与精氩II塔上塔联接的 巾18mm的液体 导压管，因配管时未满足补偿尺寸，当塔体冷缩时， 焊缝被拉裂，管内含氧 65%的液体泄露后，向冷箱 下部流动。与主塔联接的巾 18mm的氖氮吹除管

14、，因 无图可依，管托不当，且焊缝无保护措施，运行中 焊缝拉裂后，管内6公斤压力的气体直奔副冷箱安 全阀。当含氧液体与6公斤压力的气体汇合时，冷 箱内含氧量和压力都超标（正常含氧量为45%，实际达到51%;正常压力为600KPa,即0.6公斤，实 际达到2000KPa, 2公斤）。压力无处释放，只有冲开安全阀，珠光砂从中大量喷出，无法 正常生产而被迫停机扒砂，造成重大直接和间接经济损失。在分清责任的基础上，业主对设 计、施工、监理三方都给予了处罚。这次事件后，三方都吸取了经验教训。2005年在新钢2万制氧工程中，设计单位改进 了对管道和焊缝的保护措施；施工单位严格按标准和厂方代表的指令施工； 我方配备了仪表 监理工程师，按标准严格把关。由此可见，只有树立了“内事无小事”的思想，才能确保空 分的质量，做到万无一失。从监理单位来讲