用于测量液氨液位的双法兰差压变送器装置的优化与改进

在现代大型化工装置中,液位的准确测量对于进行过程控制、优化操作和稳定生产具有重要的意义。川化氨改装置(年产20万吨合成氨)自1990年试车投产以来,由于变送装置附件方面存在-些缺陷,液氨液位无法准确测量变送,导致了设备超压、机组停车等严重后果。

 
　　1原状及存在问题
氨改装置合成冷冻部分共有8台液氨差压式双法兰液位变送器,分别为:氨分离罐106-F两台,位号LT-13/43,无迁移,引压管有蒸汽伴管;氨排放槽107~F-台,位号LT-12,无迁移,引压管无蒸汽伴管;氨受槽lo-gF-台,位号LT-15,无迁移,引压管有蒸汽伴管,组合式氨冷器120-CF四台,位号LT-21-24,无迁移,引压管有蒸汽伴管,上述8台变送器中,除LT-15-直运行较正常外,其余各变送器都出现过故障。
 
         故障的表现形式有两种:-是液位指示不稳定,严重时上下大幅度波动,上下波动范围有时达到50%以上;二是现场玻板有液位(甚至是高液位)而仪表指示为零。不论出现哪种情况,都会给操作调节带来极大困难。以上几台设备中,有些设备无玻璃液位计(如106-F)有些有玻璃液位计而不便观察(如安装位置不恰当或在夜间时),操作人员失去了参照,只能依靠经验盲目操作,极易造成实际液位过高或过低。其后果给系统生产和设备安全带来严重危害。

         例如:某次106-F液位指示波动,操作人员按经验进行操作,使液位排空,造成106~F与107~F间窜气,107-F超压联锁开关动作;107-F实际液位超高而控制室内指示浪位为零,使操作人员误判断而关小ld-7F后,压力迅速上升,导致10卜F超压联锁开关动作及安全阀起跳;120~CF某槽液位超高而液位指示很低,因液位高联锁开关质量差未动作,导致气氨中夹带液氨进入105-J　缸内,使105-J　振动上升而联锁跳车。
 
　　2、原因分析
氨改装置中,-台典型的液氨差压式双法兰液位变送器的安装如图l所示:



图1原有的差压变送器(LT)安装示意图

液氨是低沸点物质,在氨改装置的合成冷冻系统中,液氨槽中大压力(或分压)为1.邪MPa,小压力为O.0003MPa,其对应的沸点约为-3.3-42℃。在5~35℃的环境气温下,引压管内很可能产生液氨气或气氨冷凝的现象。要使差压变压器能正常使用,就要保证变送器正、负压侧引压管垂直段内无液氨存在,因此,采用低压蒸汽管伴随正负压侧引压管就显得非常必要。根据上述变送器测量波动时的现象和安装情况分析,引起测量不准的原因有如下几点:
 
2.1引压管无蒸汽伴管。当环境温度太低时,负压侧有液氨冷凝,使差压变小,测量值偏低;
 
2.2引压管有蒸汽伴管但发生堵塞。原伴管采用针型阀,通径过小,蒸汽总管带来的颖粒都会堵住阀门,使蒸汽伴管失去作用,
 
2.3正压侧存在-段垂直段,当伴管蒸汽流量变小或保温不好时,不能完全保证该垂直段内液氨全部气化,从而使测量值产生波动,
 
2.4正常情况下,负压侧伴管只需少量热量即可保证气氨不产生冷凝。但在开车或系统波动等异常情况下,液位上升超过负压侧接口,液氨进入负压侧管内,短期内无法全部汽化,从而使测量值变小甚至为零,继而便是波动。
 
　　3处理措施
　　找到原因后,采取了相应的处理措施:
3.1所有差压式液氨液位变送器的引压管均加蒸汽伴管。利用约280℃的低压蒸汽伴护变送器引压管并捆缠-层保温材料,从而保证引压管内无液相存在,
 
　　3.2所有原蒸汽伴管的针型阀都换成孔径较大的截止阀,保证蒸汽畅通无阻塞;
3.3在现场安装条件许可的情况下,尽量取消引压管的垂直段,即将差压变送器位置升高至与正压侧引压管在同-水平面上。为此,需要按实际情况增加-个平台,以便进行差压式双法兰液位变送器的安装和调校工作;
 
3.4在负压侧引压管上加-段倒U型弯头,这样,当氨槽内液位上涨至负压侧接口以上时,液氨不会进入负压侧,从而能在控制室内给出正确的满液位指示,以提醒操作人员及时进行调节。
 
　　3.5部分原有的相邻几个变送器的蒸汽伴管采用并联方式安装,容易形成蒸汽短路现象。因此,各伴管要尽量从蒸汽总管接入蒸汽,并且单独排放。改造以后的变送系统如图2所示:


按照以上思路,相继对LT-21~24、LT-13/43、LT.-12的有关部分进行了改造。到现在为止,使用时间长的已达2年,短的也有半年,效果很好。


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