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液位檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)失準(zhǔn)故障解決方案

   2011年07月12日 16:01  
  1、系統(tǒng)的原狀
  
  十余年前,按照傳統(tǒng)的通用設(shè)計(jì)和常規(guī)選型,我廠曾裝設(shè)過(guò)合成氨分、冷交的液位測(cè)控系統(tǒng)。液位計(jì)選用了上海自動(dòng)化儀表五廠的氣動(dòng)高壓浮筒液位調(diào)節(jié)變送器UTQ-113,調(diào)節(jié)閥采用ZMBS-320KDg6C=0.1,配以氣動(dòng)調(diào)節(jié)記錄儀及副線(xiàn)板,組成合成工段氨分、冷交高壓測(cè)控系統(tǒng)。為了便于維護(hù)檢修。每套系統(tǒng)總共用7只Dg10的高壓閥、兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)三通、1個(gè)彎頭、15對(duì)高壓法蘭、48條高壓螺栓、90個(gè)高壓螺母及5Mφ24×6高壓管。為了延長(zhǎng)高壓調(diào)節(jié)閥的使用壽命,保證調(diào)節(jié)效果,采用2只高壓調(diào)節(jié)閥串聯(lián)方案。整個(gè)系統(tǒng)繁瑣,安裝量大,現(xiàn)場(chǎng)雜亂,而且每套系統(tǒng)投資也在15000元以上(幾年前的價(jià)格)。然而,這兩套系統(tǒng)安裝以后,因液位檢測(cè)反應(yīng)不準(zhǔn),一直未能正常投用。
  
  2、原因分析
  
  我廠合成氨生產(chǎn)中的氨分離器、冷交換器等高壓容器中的液位檢測(cè),按常規(guī)方式采用連通管形式(浮筒式液位計(jì)等)設(shè)計(jì)安裝的液位檢測(cè)裝置無(wú)法正常工作的現(xiàn)象,據(jù)調(diào)查在小化肥廠普遍存在。
  
  造成這種現(xiàn)象的原因是:氨分、冷交等高壓氣液分離器并不是簡(jiǎn)單的空筒容器,工作壓力高達(dá)32MPa,其中都裝有結(jié)構(gòu)形式不同的分離內(nèi)件,而這些高壓容器的外筒采用多層卷板焊接,不允許在筒體上開(kāi)孔。因此作為液位檢測(cè)儀表安裝的氣相、液相預(yù)留接口,均開(kāi)在整體鍛造的高壓容器上、下封頭上,即氣相接口在上封頭,液相接口在下封頭。
  
  *,高壓介質(zhì)流經(jīng)設(shè)備后,因設(shè)備阻力的影響,在設(shè)備進(jìn)出口將出現(xiàn)壓差。該壓差的大小與設(shè)備結(jié)構(gòu)、流通截面、介質(zhì)流量等因素有關(guān),并隨介質(zhì)流量變化而變化,以我廠氨分離器為例,介質(zhì)進(jìn)入容器后流經(jīng)分離內(nèi)件,進(jìn)行氣液分離,液氨積存在氨分底部作為產(chǎn)品排出,氣體則從容器上端的出口引出氨分進(jìn)入后一級(jí)裝置。而我廠的氨分、冷交的液位檢測(cè)接口(液相、氣相)正好位于分離段的兩側(cè),分離段產(chǎn)生的壓差也正好作用于液位計(jì)氣液相接口之上。據(jù)測(cè)量,分離段的壓差在滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)可高達(dá)幾米至十幾米水柱。隨氨分、冷交設(shè)備結(jié)構(gòu)及介質(zhì)進(jìn)口位置及在分離段內(nèi)的流向不同,可能出現(xiàn)兩種情況;一種是分離段壓差值的正壓側(cè)作用于液位上方而負(fù)壓側(cè)作用于液位計(jì)氣相接口上,此時(shí),由液位計(jì)氣相、液相引出的是容器中實(shí)際液位與分離段所產(chǎn)生的壓差的正向疊加量。一般浮筒液位變送儀表的測(cè)量范圍僅在1米之內(nèi),因此,只要容器底部稍有一點(diǎn)液體,在壓差作用下很快充滿(mǎn)外接液位計(jì)(浮筒)的連通管內(nèi),使液位計(jì)顯示滿(mǎn)液位。除非容器中液位*排空,否則不論其中液位如何變化,外接浮筒液位計(jì)總是顯示滿(mǎn)量程。另一種情況是內(nèi)件的壓差正壓側(cè)作用于液位計(jì)氣相接口、負(fù)壓側(cè)作用于容器中液位上方,內(nèi)件壓差與液位量值反向疊加。因受內(nèi)件壓差作用,不論容器中液位如何變化,即使液位已充滿(mǎn)容器甚至帶液,液位計(jì)顯示總為零。
  
  我廠原裝氨分、冷交氣動(dòng)浮筒液位測(cè)量系統(tǒng)之所以不準(zhǔn),仍屬于前者類(lèi)型。
  
  3、改進(jìn)措施
  
  為盡快實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,我廠決心重新改造合成氨分、冷交液位檢測(cè)自控系統(tǒng)。采用《化肥工業(yè)》、《小氮肥》編輯部重視與推廣的UYB-320C內(nèi)裝式電容式高壓液位變送器,從氨分、冷交的液相孔直接插入設(shè)備中檢測(cè)其液位,用等離子雙光柱數(shù)字顯示儀(帶上、下限報(bào)警)顯示液位變化,液位上、下限報(bào)警和調(diào)節(jié)閥位由簡(jiǎn)易電子調(diào)節(jié)器進(jìn)行自調(diào)。因原有的氣動(dòng)高壓調(diào)節(jié)閥裝上后從未使用,為節(jié)約投資,擬暫時(shí)仍用其進(jìn)行調(diào)節(jié)。
  
  我廠利用小修,不到半天時(shí)間,兩套液位計(jì)全部裝好。開(kāi)車(chē)后調(diào)試使用,液位檢測(cè)部分很快正常工作,投入運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)有液位指示下的放氨操作。隨后對(duì)自控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,發(fā)現(xiàn)原有的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥ZMBS內(nèi)漏嚴(yán)重,雖然冷交串聯(lián)安裝的兩只閥門(mén)處于全部關(guān)閉的狀態(tài),其流通能力也選得很小,但液位仍然很難提起來(lái),說(shuō)明調(diào)節(jié)閥已難適應(yīng)高壓液位自控的需要。即使這樣,跑氣量已較手動(dòng)放氨時(shí)明顯減少,循環(huán)氣中CH4含量也隨之上升。我廠又迅速購(gòu)進(jìn)兩臺(tái)新型自動(dòng)放氨閥,進(jìn)行更換,分別用于氨分、冷交系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放氨,使液位自控很快轉(zhuǎn)入正常、終于在短時(shí)間內(nèi)解決了我廠這一生產(chǎn)關(guān)鍵,實(shí)現(xiàn)了合成氨分、冷交高壓液位測(cè)量自動(dòng)控制。
  
  4、實(shí)施效果
  
  我廠以?xún)?nèi)裝式電容高壓液位變送器為主的合成氨分、冷交液位測(cè)控系統(tǒng)自1993年9月正式投運(yùn)至今有2年余,實(shí)踐證明,該項(xiàng)目實(shí)施效果明顯,產(chǎn)生效益顯著,據(jù)統(tǒng)計(jì),年直接創(chuàng)益80萬(wàn)元。
  
 ?。?)高壓液位檢測(cè)自控系統(tǒng)投用后,*(見(jiàn)表)。循環(huán)氣中的CH4含量明顯提高,我廠是重油氣化,已由安裝液位計(jì)前的4%~6%提高到11%~14%,有效地減少了合成系統(tǒng)有效氣體放空、泄漏。
  
  表高壓液位檢測(cè)自控系統(tǒng)投運(yùn)前后
  
  合成崗位循環(huán)氣CH4含量對(duì)照表單位(%)

  
 ?。?)該系統(tǒng)氨分、冷交液位測(cè)量準(zhǔn)確,實(shí)現(xiàn)了在有液位檢測(cè)的條件下的自動(dòng)放氨或人工手動(dòng)放氨,淘汰了無(wú)液位顯示條件下的人工手動(dòng)放氨,有效地實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
  
 ?。?)液位自控系統(tǒng)的投用,使操作工擺脫了頻繁的手動(dòng)調(diào)節(jié),大大減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,穩(wěn)定操作,合成塔觸媒溫度穩(wěn)定,近乎一條直線(xiàn)。
  
 ?。?)該液位計(jì)安裝極為方便,結(jié)構(gòu)十分輕巧,總重不到2Kg,用一只法蘭、3條螺栓、3個(gè)螺母即可。該液位計(jì)測(cè)控系統(tǒng)工作可靠穩(wěn)定,我廠投運(yùn)2年來(lái),基本沒(méi)有維修過(guò)。
  
  本項(xiàng)目的實(shí)施得到內(nèi)蒙古土左旗大地工控公司李德中高工的指導(dǎo)與幫助,在此表示衷心感謝。

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