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測量液氨液位的雙法蘭差壓變送器裝置的改進
在現代大型化工裝置中,液位的準確測量對于進行過程控制、優化操作和穩定生產具有重要的意義。川化氨改裝置(年產20萬噸合成氨)自1990年試車投產以來,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,導致了設備超壓、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過故障。
故障的表現形式有兩種:-是液位指示不穩定,嚴重時上下大幅度波動,上下波動范圍有時達到50%以上;二是現場玻板有液位(甚至是高液位)而儀表指示為零。不論出現哪種情況,都會給操作調節帶來極大困難。以上幾臺設備中,有些設備無玻璃液位計(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,只能依靠經驗盲目操作,極易造成實際液位過高或過低。其后果給系統生產和設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超壓聯鎖開關動作;107-F實際液位超高而控制室內指示浪位為零,使操作人員誤判斷而關小ld-7F后,壓力迅速上升,導致10卜F超壓聯鎖開關動作及安全閥起跳;120~CF某槽液位超高而液位指示很低,因液位高聯鎖開關質量差未動作,導致氣氨中夾帶液氨進入105-J 缸內,使105-J 振動上升而聯鎖跳車。
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,在氨改裝置的合成冷凍系統中,液氨槽中大壓力(或分壓)為1.邪MPa,小壓力為O.0003MPa,其對應的沸點約為-3.3-42℃。在5~35℃的環境氣溫下,引壓管內很可能產生液氨氣或氣氨冷凝的現象。要使差壓變壓器能正常使用,就要保證變送器正、負壓側引壓管垂直段內無液氨存在,因此,采用低壓蒸汽管伴隨正負壓側引壓管就顯得非常必要。根據上述變送器測量波動時的現象和安裝情況分析,引起測量不準的原因有如下幾點:
2.1引壓管無蒸汽伴管。當環境溫度太低時,負壓側有液氨冷凝,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正壓側存在-段垂直段,當伴管蒸汽流量變小或保溫不好時,不能*保證該垂直段內液氨全部氣化,從而使測量值產生波動,
2.4正常情況下,負壓側伴管只需少量熱量即可保證氣氨不產生冷凝。但在開車或系統波動等異常情況下,液位上升超過負壓側接口,液氨進入負壓側管內,短期內無法全部汽化,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校工作;
3.4在負壓側引壓管上加-段倒U型彎頭,這樣,當氨槽內液位上漲至負壓側接口以上時,液氨不會進入負壓側,從而能在控制室內給出正確的滿液位指示,以提醒操作人員及時進行調節。
3.5部分原有的相鄰幾個變送器的蒸汽伴管采用并聯方式安裝,容易形成蒸汽短路現象。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的有關部分進行了改造。到現在為止,使用時間長的已達2年,短的也有半年,效果很好。