Μόλις μια μονάδα διαχωρισμού αέρα (ASU) τεθεί σε συνεχή λειτουργία, η πραγματική πρόκληση δεν είναι πλέον η εκκίνηση, αλλά η διατήρηση-μακροπρόθεσμης σταθερότητας. Οι περισσότερες αστοχίες δεν είναι ξαφνικές-αρχίζουν με ανεπαίσθητες αλλαγές στη θερμοκρασία, την πίεση, τον ρυθμό ροής ή την καθαρότητα του προϊόντος. Η ανίχνευση αυτών των πρώιμων σημάτων είναι συχνά πολύ πιο πολύτιμη από την αντίδραση μετά από ένα κλείσιμο.
Με βάση την εμπειρία του πεδίου, τα κοινά ζητήματα στη λειτουργία ASU συνήθως εμπίπτουν σε έξι κατηγορίες: κρύο κουτί, σύστημα καθαρισμού, κύριος εναλλάκτης θερμότητας, στήλη απόσταξης, περιστρεφόμενος εξοπλισμός και όργανα. Αυτά τα συστήματα είναι στενά διασυνδεδεμένα και μια μικρή απόκλιση σε μια περιοχή μπορεί σταδιακά να διαδοθεί σε όλο το φυτό.
1. Εσωτερική διαρροή Cold Box
Η διαρροή μέσα στο κρύο κουτί είναι ένα από τα πιο κρυφά και χρονοβόρα-προβλήματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν. Στα αρχικά στάδια, μπορεί να εμφανιστεί μόνο ως τοπικό πάγωμα στο εξωτερικό κέλυφος ή μη φυσιολογική πτώση της θερμοκρασίας στο θεμέλιο, χωρίς να επηρεαστεί άμεσα η παραγωγή.
Επειδή το κρύο κουτί είναι μονωμένο με περλίτη, είναι δύσκολο να εντοπιστούν μικρές διαρροές. Μέχρι τη στιγμή που εμφανίζεται ορατή παραμόρφωση ή εκκένωση περλίτη, το πρόβλημα έχει συχνά επιμείνει για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Η βασική αιτία είναι συνήθως το θερμικό στρες. Οι συχνές εκκινήσεις, οι διακοπές λειτουργίας ή οι διακυμάνσεις του φορτίου οδηγούν σε επαναλαμβανόμενες διαστολές και συστολές των σωληνώσεων, δημιουργώντας σταδιακά μικρο-ρωγμές στις αρθρώσεις συγκόλλησης. Κατά τη λειτουργία, θα πρέπει να αποφεύγονται οι μεγάλες εναλλαγές φορτίου και η κατανομή της θερμοκρασίας στην επιφάνεια του ψυχρού κουτιού θα πρέπει να παρακολουθείται στενά. Μόλις επιβεβαιωθεί η διαρροή, απαιτείται συνήθως η εκσκαφή της μόνωσης (αφαίρεση περλίτη), με αποτέλεσμα υψηλό κόστος συντήρησης.
2. Ανακάλυψη μοριακού κόσκινου στο σύστημα καθαρισμού
Η διάνοιξη του μοριακού κόσκινου επιτρέπει στην υγρασία και το διοξείδιο του άνθρακα να εισέλθουν στο κρυογονικό τμήμα, όπου παγώνουν στον εναλλάκτη θερμότητας ή στη στήλη απόσταξης. Αυτό οδηγεί σε αυξημένη πτώση πίεσης, μεγαλύτερες διαφορές θερμοκρασίας και σε σοβαρές περιπτώσεις, αναγκαστική διακοπή λειτουργίας για απόψυξη.
Οι συνήθεις αιτίες περιλαμβάνουν τη γήρανση των προσροφητικών, την ανεπαρκή θερμοκρασία αναγέννησης ή την επιδείνωση των συνθηκών του αέρα εισόδου-ειδικά κατά τις καλοκαιρινές περιόδους υψηλής-υγρασίας.
Η κρίση δεν πρέπει να βασίζεται αποκλειστικά στην εμπειρία. Η συνεχής παρακολούθηση της συγκέντρωσης CO2 εξόδου και των προφίλ θερμοκρασίας αναγέννησης είναι απαραίτητη. Εάν οι μετρήσεις δείχνουν μια σταθερή ανοδική τάση, το σύστημα αναγέννησης θα πρέπει να ελεγχθεί αμέσως ή να αντικατασταθεί το μοριακό κόσκινο για να αποφευχθεί η πρόσκρουση κατάντη.
3. Απόφραξη κύριου εναλλάκτη θερμότητας ή εσωτερική διαρροή
Οι ανωμαλίες στον κύριο εναλλάκτη θερμότητας αντανακλώνται συνήθως από την αυξανόμενη πτώση πίεσης-του αέρα, την αύξηση της διαφοράς θερμοκρασίας στο θερμό- και τη μείωση της παραγωγικής ικανότητας. Τα μπλοκαρίσματα προκαλούνται συνήθως από πάγο, CO2 ή σωματίδια, που συχνά προέρχονται από προβλήματα καθαρισμού ανάντη.
Ένας άλλος κίνδυνος είναι η εσωτερική διαρροή. Η διαρροή αέρα υψηλής-πίεσης στα κανάλια του προϊόντος μπορεί να προκαλέσει διακυμάνσεις στην καθαρότητα του προϊόντος. Η διάγνωση απαιτεί μια συνδυασμένη ανάλυση των τάσεων πίεσης, ροής και θερμοκρασίας.
Η μικρή απόφραξη μπορεί να μετριαστεί μέσω λειτουργικών ρυθμίσεων και ελεγχόμενης απόψυξης. Ωστόσο, η επιβεβαιωμένη εσωτερική διαρροή απαιτεί γενικά τερματισμό και επισκευή.
4. Αστάθεια στήλης απόσταξης
Η στήλη απόσταξης καθορίζει άμεσα την καθαρότητα του προϊόντος. Δύο κοινά λειτουργικά ζητήματα είναι η πλημμύρα και το κλάμα.
Η πλημμύρα συμβαίνει όταν οι ρυθμοί ατμών ή παλινδρόμησης είναι πολύ υψηλοί, οδηγώντας σε αυξημένη πτώση πίεσης στήλης και μειωμένη καθαρότητα. Η τυπική απόκριση είναι η μείωση του φορτίου και η σταδιακή αποκατάσταση της κανονικής λειτουργίας.
Το κλάμα συμβαίνει όταν η ταχύτητα του ατμού είναι ανεπαρκής για να υποστηρίξει το υγρό στους δίσκους, με αποτέλεσμα να πέσει το υγρό και να μειώνει την απόδοση μεταφοράς μάζας. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητη η αύξηση της ροής αερίου ή η προσαρμογή της παλινδρόμησης.
Κατά τη διάρκεια-μακροχρόνιας λειτουργίας, θα πρέπει επίσης να παρακολουθείται η συσσώρευση σκόνης μέσα στη στήλη. Εάν είναι απαραίτητο, θα πρέπει να πραγματοποιείται καθαρισμός τερματισμού λειτουργίας για να διατηρηθεί η αποτελεσματικότητα του διαχωρισμού.
5. Θέματα συμπιεστή και διαστολέα
Τα προβλήματα στον περιστρεφόμενο εξοπλισμό συνήθως υποδεικνύονται από αυξημένους κραδασμούς, αύξηση της θερμοκρασίας του ρουλεμάν ή διαρροή στεγανοποίησης.
Οι κραδασμοί σχετίζονται συχνά με ανισορροπία του ρότορα ή φθορά του ρουλεμάν, ενώ η υψηλή θερμοκρασία ρουλεμάν συνδέεται συνήθως με ζητήματα του συστήματος λίπανσης, όπως η υποβάθμιση του λαδιού ή η ανεπαρκής ψύξη.
Για διαστολείς, το υπερβολικό διάκενο σφράγισης μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια ψυχρής ενέργειας, μειώνοντας την απόδοση υγροποίησης. Η τακτική παρακολούθηση των κραδασμών, η συντήρηση του συστήματος λαδιού και η τακτική επιθεώρηση στεγανοποίησης είναι απαραίτητα για τη διασφάλιση της σταθερής λειτουργίας.
6. Σφάλματα οργάνων και ελέγχου
Οι μη φυσιολογικές μετρήσεις από αναλυτές οξυγόνου, αισθητήρες θερμοκρασίας και μετρητές ροής είναι σχετικά συχνές στη λειτουργία ASU. Ζητήματα όπως η μηδενική μετατόπιση, η χαλαρή καλωδίωση ή οι μπλοκαρισμένες παλμικές γραμμές μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο την ακρίβεια των δεδομένων και να παραπλανήσουν τις επιχειρησιακές αποφάσεις.
Αν και αυτά τα προβλήματα δεν είναι πολύπλοκα, απαιτούν πειθαρχημένη διαχείριση. Συνιστάται η τακτική βαθμονόμηση των βασικών οργάνων, η επιθεώρηση παλμικών γραμμών και καλωδίων και η διατήρηση ιστορικών αρχείων για τη διάκριση μεταξύ τυχαίων σφαλμάτων και γήρανσης του εξοπλισμού.
Ο πυρήνας της σταθερής λειτουργίας ASU έγκειται στη συνεχή παρακολούθηση της θερμοκρασίας, της πίεσης, του ρυθμού ροής και της καθαρότητας. Το κρύο κουτί πρέπει να τηρείται για την κατανομή παγώματος και θερμοκρασίας, το σύστημα καθαρισμού για τα επίπεδα CO2, τον εναλλάκτη θερμότητας για πτώση πίεσης και τη στήλη απόσταξης για προφίλ πίεσης και θερμοκρασίας.
Οι περισσότερες αποτυχίες παρέχουν έγκαιρα προειδοποιητικά σημάδια. Το κλειδί είναι η έγκαιρη αναγνώριση και απάντηση.
Από μακροπρόθεσμη-προοπτική, οι σταθερές συνθήκες λειτουργίας και οι τυποποιημένες πρακτικές συντήρησης είναι πολύ πιο κρίσιμες από τον χειρισμό μεμονωμένων βλαβών. Με μια ισχυρή επιχειρησιακή βάση, τόσο η αξιοπιστία όσο και η διάρκεια ζωής της μονάδας διαχωρισμού αέρα μπορούν να βελτιωθούν σημαντικά.
