2024年4月4日发(作者：年炳君)
氩的冻结造成的事故
张永康
（河南安阳钢铁公司制氧厂，455004）
关键词：精氩塔 余气堵塞 原因分析 加温处理
安阳钢铁公司制氧厂14000制氧机是由杭州制氧机厂生产，并于1996年8月底
投产。属于常温分子筛吸附，增压透平膨胀机，粗氩加氢除氧净化流程。氩的设
计产量为300M
3
/h，实际产量已近400 M
3
/h。以下介绍两起精氩塔余气堵塞事故，
以供同行参考。
一、两起事故的介绍
事故一：98年5月27日0时，操作人员发现精氩塔液氩液位低，液氩去储槽阀
门V708自动关闭，精氩塔阻力满表，精氩塔冷凝器液氮液位升高报警，且仍有
上升趋势，精氩塔余气流量降为零。手动开大余气放空阀也无济于事，工艺氩自
动放空，精氩塔停止工作。
操作人员以为余气放空流路 受阻引起了这一系列故障现象，随停止精氩塔工作，
进行加热，加热至次日下午4：00左右，重新启动精氩塔，大约半小时后，精氩
塔阻力上升，很快满表，而精氩塔液氩液位却在600mm左右波动，再过半小时，
精氩塔冷凝器液氮液位上升，余气放不出来。判断为精氩塔液氩位指示偏低，手
动全开精氩塔精液氩去储槽阀V708,大约五分钟后正常。经细心查找，发现精氩
塔精液氩液位变送器正管接头处脱焊，漏气严重，而引起底部液氩液位指示偏低。
事故二：99年12月9日14：00，液氩储槽增压并开始充装槽车，同时槽车放气
口放出的气体引入液体储槽的回气管，进入精氩塔被重新液化。由于液体储槽增
压压力过高，使得精氩塔中的液氩不能进入储槽，15：12，精氩塔精液氩液位高
报警，3分钟后满表。15：20，精氩塔阻力满表。15：50储槽卸压，充车尾气停
止回收。15：55精氩塔冷凝器液氮液位开始上升，16：06，液氮液位满表。16：
40,精氩塔压力满表。现象如下表：事故二与事故一现象基本相同。
测点位
号
LIC703
说明 控制
阀门
V708
状态 量程 正常值 故障时指示
精氩塔液氩液
位
自动 0－
1800mmLAr
自动 0－30kPa
自动 0－100kPa
1300mm 15：18满表
LAr
18kPa
42kPa
15：20满表
16：40满表
16：05降为0
PdIC702 精氩塔阻力
PIC702
FI751
精氩塔压力
精氩塔余气流
量
V707
V705
V751 0－10 m
3
/h 5m
3
/h
LIC702 冷凝器液氮液
位
V751 手动 0－900 mm ＜
100mm
16：06满表
二、原因分析及处理
到16：20，精氩塔停运，排放精氩塔底部的精液氩，使精氩塔底部的精液氩液
位、精氩塔压力、精氩塔阻力、精氩塔冷凝器液氮液位全部降为零。然后重新启
动精氩塔，但精氩塔余气流量仍为零，氮塞的发生将在所难免。那么，是什么堵
塞了余气的流路呢？粘性物质？（《深冷技术》95年第5期曾有一篇文章提到
过，作者认为是氩的固态和液态混合物）操作人员打开加温阀，用0.5Mpa左右
干燥常温空气进行反吹，但吹不通。
那么堵塞到底发生在哪儿呢？冷凝器！这儿最危险。可怎样把它加温溶化呢？对，
应该加温氮侧。于是，把出氩热交换器的常温压力氮通入冷凝器液氮吹除管，使
其流过冷凝器氮侧，而排入污氮气总管。大约加温五分钟后，余气管道畅通。
细细想想，堵塞余气通道的物质到底是什么呢？是固态氩！也许你还有点不相信
吧？那么请看以下的分析。
冷凝器液氮的蒸发压力≈上塔底部压力-上塔下部阻力=59-26=33Kpa（表压）
查表可知，液氮的蒸发温度=80K
而氩的三相点温度为83.81K，三相点压力为68.92Kpa（绝压）。精氩塔正常工
作时，冷凝器氩侧的压力为42kPa，该压力下，氩的凝固温度为82K。也就是说
液氮的蒸发温度比氩的凝固温度还要低2K，由此看来，冻结液氩的温度条件已
满足。而且，随着氩的压力升高，其凝固温度也升高，氩冻结更容易发生。
我认为95年第5期《深冷技术》上《精氩塔废气管堵塞及处理》一文中的堵塞
也属冷凝器中的固态氩冻结堵塞。
三、事故的形成机理
精氩塔精液氩液位超高，并到达精氩塔冷凝器氩侧时，毫无疑问液氩会被冻结。
但实际上，当精氩塔精液氩液位在未到达冷凝器之前，就会发生氩的冻结。这是
因为，当精液氩液位升高，并淹没了一部分塔板时，导致氩的精馏塔板数减少，
使冷凝器氩侧的氩纯度（含氩量）升高，此时被冷凝后的氩就会被立即冻结并堵
塞冷凝器。而使得精氩塔余气放不出来。
对于事故二的情况，发生氩冻结的事故会更快，这是因为：当时充槽车的槽车尾
气正沿氩储槽回气管路不断地被送入精氩塔。而这尾气的氩纯度为99.999％。
这就使得精氩塔冷凝器氩侧的氩纯度上升得更快，氩冻结事故会更快的发生。
对于事故后的加温处理，事故二采取了更有效的方法，其实事故一也可用此方法
进行处理。
四、两起事故的比较
2024年4月4日发(作者：年炳君)
氩的冻结造成的事故
张永康
（河南安阳钢铁公司制氧厂，455004）
关键词：精氩塔 余气堵塞 原因分析 加温处理
安阳钢铁公司制氧厂14000制氧机是由杭州制氧机厂生产，并于1996年8月底
投产。属于常温分子筛吸附，增压透平膨胀机，粗氩加氢除氧净化流程。氩的设
计产量为300M
3
/h，实际产量已近400 M
3
/h。以下介绍两起精氩塔余气堵塞事故，
以供同行参考。
一、两起事故的介绍
事故一：98年5月27日0时，操作人员发现精氩塔液氩液位低，液氩去储槽阀
门V708自动关闭，精氩塔阻力满表，精氩塔冷凝器液氮液位升高报警，且仍有
上升趋势，精氩塔余气流量降为零。手动开大余气放空阀也无济于事，工艺氩自
动放空，精氩塔停止工作。
操作人员以为余气放空流路 受阻引起了这一系列故障现象，随停止精氩塔工作，
进行加热，加热至次日下午4：00左右，重新启动精氩塔，大约半小时后，精氩
塔阻力上升，很快满表，而精氩塔液氩液位却在600mm左右波动，再过半小时，
精氩塔冷凝器液氮液位上升，余气放不出来。判断为精氩塔液氩位指示偏低，手
动全开精氩塔精液氩去储槽阀V708,大约五分钟后正常。经细心查找，发现精氩
塔精液氩液位变送器正管接头处脱焊，漏气严重，而引起底部液氩液位指示偏低。
事故二：99年12月9日14：00，液氩储槽增压并开始充装槽车，同时槽车放气
口放出的气体引入液体储槽的回气管，进入精氩塔被重新液化。由于液体储槽增
压压力过高，使得精氩塔中的液氩不能进入储槽，15：12，精氩塔精液氩液位高
报警，3分钟后满表。15：20，精氩塔阻力满表。15：50储槽卸压，充车尾气停
止回收。15：55精氩塔冷凝器液氮液位开始上升，16：06，液氮液位满表。16：
40,精氩塔压力满表。现象如下表：事故二与事故一现象基本相同。
测点位
号
LIC703
说明 控制
阀门
V708
状态 量程 正常值 故障时指示
精氩塔液氩液
位
自动 0－
1800mmLAr
自动 0－30kPa
自动 0－100kPa
1300mm 15：18满表
LAr
18kPa
42kPa
15：20满表
16：40满表
16：05降为0
PdIC702 精氩塔阻力
PIC702
FI751
精氩塔压力
精氩塔余气流
量
V707
V705
V751 0－10 m
3
/h 5m
3
/h
LIC702 冷凝器液氮液
位
V751 手动 0－900 mm ＜
100mm
16：06满表
二、原因分析及处理
到16：20，精氩塔停运，排放精氩塔底部的精液氩，使精氩塔底部的精液氩液
位、精氩塔压力、精氩塔阻力、精氩塔冷凝器液氮液位全部降为零。然后重新启
动精氩塔，但精氩塔余气流量仍为零，氮塞的发生将在所难免。那么，是什么堵
塞了余气的流路呢？粘性物质？（《深冷技术》95年第5期曾有一篇文章提到
过，作者认为是氩的固态和液态混合物）操作人员打开加温阀，用0.5Mpa左右
干燥常温空气进行反吹，但吹不通。
那么堵塞到底发生在哪儿呢？冷凝器！这儿最危险。可怎样把它加温溶化呢？对，
应该加温氮侧。于是，把出氩热交换器的常温压力氮通入冷凝器液氮吹除管，使
其流过冷凝器氮侧，而排入污氮气总管。大约加温五分钟后，余气管道畅通。
细细想想，堵塞余气通道的物质到底是什么呢？是固态氩！也许你还有点不相信
吧？那么请看以下的分析。
冷凝器液氮的蒸发压力≈上塔底部压力-上塔下部阻力=59-26=33Kpa（表压）
查表可知，液氮的蒸发温度=80K
而氩的三相点温度为83.81K，三相点压力为68.92Kpa（绝压）。精氩塔正常工
作时，冷凝器氩侧的压力为42kPa，该压力下，氩的凝固温度为82K。也就是说
液氮的蒸发温度比氩的凝固温度还要低2K，由此看来，冻结液氩的温度条件已
满足。而且，随着氩的压力升高，其凝固温度也升高，氩冻结更容易发生。
我认为95年第5期《深冷技术》上《精氩塔废气管堵塞及处理》一文中的堵塞
也属冷凝器中的固态氩冻结堵塞。
三、事故的形成机理
精氩塔精液氩液位超高，并到达精氩塔冷凝器氩侧时，毫无疑问液氩会被冻结。
但实际上，当精氩塔精液氩液位在未到达冷凝器之前，就会发生氩的冻结。这是
因为，当精液氩液位升高，并淹没了一部分塔板时，导致氩的精馏塔板数减少，
使冷凝器氩侧的氩纯度（含氩量）升高，此时被冷凝后的氩就会被立即冻结并堵
塞冷凝器。而使得精氩塔余气放不出来。
对于事故二的情况，发生氩冻结的事故会更快，这是因为：当时充槽车的槽车尾
气正沿氩储槽回气管路不断地被送入精氩塔。而这尾气的氩纯度为99.999％。
这就使得精氩塔冷凝器氩侧的氩纯度上升得更快，氩冻结事故会更快的发生。
对于事故后的加温处理，事故二采取了更有效的方法，其实事故一也可用此方法
进行处理。
四、两起事故的比较