用于測量液氨液位的雙法蘭差壓變送器裝置的優(yōu)化與改進

在現(xiàn)代大型化工裝置中,液位的準確測量對于進行過程控制、優(yōu)化操作和穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要的意義。川化氨改裝置(年產(chǎn)20萬噸合成氨)自1990年試車投產(chǎn)以來,由于變送裝置附件方面存在-些缺陷,液氨液位無法準確測量變送,導(dǎo)致了設(shè)備超壓、機組停車等嚴重后果。

 
　　1原狀及存在問題
氨改裝置合成冷凍部分共有8臺液氨差壓式雙法蘭液位變送器,分別為:氨分離罐106-F兩臺,位號LT-13/43,無遷移,引壓管有蒸汽伴管;氨排放槽107~F-臺,位號LT-12,無遷移,引壓管無蒸汽伴管;氨受槽lo-gF-臺,位號LT-15,無遷移,引壓管有蒸汽伴管,組合式氨冷器120-CF四臺,位號LT-21-24,無遷移,引壓管有蒸汽伴管,上述8臺變送器中,除LT-15-直運行較正常外,其余各變送器都出現(xiàn)過故障。
 
         故障的表現(xiàn)形式有兩種:-是液位指示不穩(wěn)定,嚴重時上下大幅度波動,上下波動范圍有時達到50%以上;二是現(xiàn)場玻板有液位(甚至是高液位)而儀表指示為零。不論出現(xiàn)哪種情況,都會給操作調(diào)節(jié)帶來極大困難。以上幾臺設(shè)備中,有些設(shè)備無玻璃液位計(如106-F)有些有玻璃液位計而不便觀察(如安裝位置不恰當或在夜間時),操作人員失去了參照,只能依靠經(jīng)驗盲目操作,極易造成實際液位過高或過低。其后果給系統(tǒng)生產(chǎn)和設(shè)備安全帶來嚴重危害。

         例如:某次106-F液位指示波動,操作人員按經(jīng)驗進行操作,使液位排空,造成106~F與107~F間竄氣,107-F超壓聯(lián)鎖開關(guān)動作;107-F實際液位超高而控制室內(nèi)指示浪位為零,使操作人員誤判斷而關(guān)小ld-7F后,壓力迅速上升,導(dǎo)致10卜F超壓聯(lián)鎖開關(guān)動作及安全閥起跳;120~CF某槽液位超高而液位指示很低,因液位高聯(lián)鎖開關(guān)質(zhì)量差未動作,導(dǎo)致氣氨中夾帶液氨進入105-J　缸內(nèi),使105-J　振動上升而聯(lián)鎖跳車。
 
　　2、原因分析
氨改裝置中,-臺典型的液氨差壓式雙法蘭液位變送器的安裝如圖l所示:



圖1原有的差壓變送器(LT)安裝示意圖

液氨是低沸點物質(zhì),在氨改裝置的合成冷凍系統(tǒng)中,液氨槽中大壓力(或分壓)為1.邪MPa,小壓力為O.0003MPa,其對應(yīng)的沸點約為-3.3-42℃。在5~35℃的環(huán)境氣溫下,引壓管內(nèi)很可能產(chǎn)生液氨氣或氣氨冷凝的現(xiàn)象。要使差壓變壓器能正常使用,就要保證變送器正、負壓側(cè)引壓管垂直段內(nèi)無液氨存在,因此,采用低壓蒸汽管伴隨正負壓側(cè)引壓管就顯得非常必要。根據(jù)上述變送器測量波動時的現(xiàn)象和安裝情況分析,引起測量不準的原因有如下幾點:
 
2.1引壓管無蒸汽伴管。當環(huán)境溫度太低時,負壓側(cè)有液氨冷凝,使差壓變小,測量值偏低;
 
2.2引壓管有蒸汽伴管但發(fā)生堵塞。原伴管采用針型閥,通徑過小,蒸汽總管帶來的穎粒都會堵住閥門,使蒸汽伴管失去作用,
 
2.3正壓側(cè)存在-段垂直段,當伴管蒸汽流量變小或保溫不好時,不能完全保證該垂直段內(nèi)液氨全部氣化,從而使測量值產(chǎn)生波動,
 
2.4正常情況下,負壓側(cè)伴管只需少量熱量即可保證氣氨不產(chǎn)生冷凝。但在開車或系統(tǒng)波動等異常情況下,液位上升超過負壓側(cè)接口,液氨進入負壓側(cè)管內(nèi),短期內(nèi)無法全部汽化,從而使測量值變小甚至為零,繼而便是波動。
 
　　3處理措施
　　找到原因后,采取了相應(yīng)的處理措施:
3.1所有差壓式液氨液位變送器的引壓管均加蒸汽伴管。利用約280℃的低壓蒸汽伴護變送器引壓管并捆纏-層保溫材料,從而保證引壓管內(nèi)無液相存在,
 
　　3.2所有原蒸汽伴管的針型閥都換成孔徑較大的截止閥,保證蒸汽暢通無阻塞;
3.3在現(xiàn)場安裝條件許可的情況下,盡量取消引壓管的垂直段,即將差壓變送器位置升高至與正壓側(cè)引壓管在同-水平面上。為此,需要按實際情況增加-個平臺,以便進行差壓式雙法蘭液位變送器的安裝和調(diào)校工作;
 
3.4在負壓側(cè)引壓管上加-段倒U型彎頭,這樣,當氨槽內(nèi)液位上漲至負壓側(cè)接口以上時,液氨不會進入負壓側(cè),從而能在控制室內(nèi)給出正確的滿液位指示,以提醒操作人員及時進行調(diào)節(jié)。
 
　　3.5部分原有的相鄰幾個變送器的蒸汽伴管采用并聯(lián)方式安裝,容易形成蒸汽短路現(xiàn)象。因此,各伴管要盡量從蒸汽總管接入蒸汽,并且單獨排放。改造以后的變送系統(tǒng)如圖2所示:


按照以上思路,相繼對LT-21~24、LT-13/43、LT.-12的有關(guān)部分進行了改造。到現(xiàn)在為止,使用時間長的已達2年,短的也有半年,效果很好。


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