【引言】合成氨系統(tǒng)氨冷凝塔的液位控制非常重要。如果液位控制偏高,會使進(jìn)塔氣體中氨含量增高,合成塔的氨合成率下降,系統(tǒng)憋壓破壞熱平衡,嚴(yán)重時合成塔溫度急速下降或跨塔, 中斷生產(chǎn)。如果液位控制偏低, 又會造成高壓氣體竄入中壓容器管線, 造成跑氣, 輕者浪費(fèi), 使合成氨減產(chǎn), 重者容器管線超壓, 出現(xiàn)事故。液位控制不穩(wěn)會使進(jìn)塔氣體中的氨含量出現(xiàn)忽高忽低的現(xiàn)象, 使氨合成反應(yīng)所處的條件也不斷變化, 給生產(chǎn)帶來很大困難。
1、問題的提出
我廠是70年代初建成的中型氮肥廠, 冷凝塔是2011年二期工程擴(kuò)建時上的設(shè)備, 其液位測量一直采用氣動高壓浮筒, 2011年4月系統(tǒng)投入生產(chǎn)以來, 液位控制一直不理想, 經(jīng)常出現(xiàn)入合成塔循環(huán)氣氨含量高,合成率下降或系統(tǒng)跑氣等現(xiàn)象。但浮筒的指示均在控制指標(biāo)( 20%～ 60% 范圍) 內(nèi)。是什么原因造成的呢? 經(jīng)工藝技術(shù)人員反復(fù)分析、觀察, 終于找到了原因。具體如下。
冷凝塔為筒式結(jié)構(gòu), 分上下兩部分, 上部是換熱器, 下部是遮板式分離器, 且筒內(nèi)筒外存在夾層, 如圖1所示。由于遮板式分離器的阻力較大, 出現(xiàn)了P1> P2 的現(xiàn)象, 正常生產(chǎn)時筒內(nèi)液位低于夾層內(nèi)液位, 而浮筒所測液位恰恰是夾層內(nèi)的液位, 由于P1和P2 在生產(chǎn)調(diào)節(jié)過程中不是一個恒定值, 因此夾層內(nèi)液位和筒內(nèi)液位隨著系統(tǒng)的壓力變化而變化。用夾層內(nèi)的液位值去控制塔內(nèi)液位顯然是不切合實(shí)際的。
2 系統(tǒng)的改造
2. 1 儀表的選型: 一次表選江蘇三暢儀表生產(chǎn)的電容式液位變送器(一臺)。其規(guī)格參數(shù)如下:
型號 SC-700 供電電源 24 DVC
二次儀表也是選用的三暢儀表生產(chǎn)的顯示調(diào)節(jié)儀
2. 2 安裝方法: 將原浮筒拆下, 氣相出口用Pg 320、Dg15法蘭盲死, 利用原設(shè)備液相預(yù)留孔,在設(shè)備內(nèi)沿十字花穩(wěn)液板向上焊一根長1500mm, 直徑25 mm的不銹鋼導(dǎo)向管, 如圖1所示,將電容式液位變送器的探頭從預(yù)留孔伸入設(shè)備內(nèi)導(dǎo)向管, 然后
用螺紋法蘭M33× 2Pg 320及相應(yīng)口徑的透鏡墊與設(shè)備相連即可。
2. 3 校驗(yàn)方法: 從排液總管接出一個三通管, 并加法蘭。正常生產(chǎn)時, 在法蘭處盲死, 校表時接通并從該處加水,水位的高度由玻璃液位計顯示,校驗(yàn)一個行程后(即從0～ 100% ) , 由加水處將水放掉, 然后再繼續(xù)校驗(yàn), 一般反復(fù)三次即可。
3 投用后的經(jīng)濟(jì)效益
從2011年8月份電容式液位變送器投入使用后,經(jīng)一年多的運(yùn)行觀察, 該表指示準(zhǔn)確, 靈敏可靠, 無一次假指示, 全年維修率為零。但由于存在P1 和P2的壓差, 迫使液位控制得比較低。1997年8月大修期間又對設(shè)備內(nèi)遮板式分離器進(jìn)行了改造, 將遮板式分離器改為套筒式分離器,降低了系統(tǒng)阻力。投油6. 8 t /h 時, 冷凝塔液位穩(wěn)定控制在20% ～60%之間, 系統(tǒng)無跑氣或進(jìn)塔氣體中氨含量升高現(xiàn)象, 循環(huán)氣中惰性氣體由原來6% ～ 8% 可提高到15% 以上, 從而保證了合成塔高產(chǎn)低耗穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)計算, 改造后每小時可少跑氣793. 34 m3 ,多產(chǎn)合成氨58. 31 kg , 如果每年實(shí)際生產(chǎn)按340天計算, 則可多產(chǎn)氨475. 8 t /a。
4 結(jié)束語
SC-700電容式液位變送器克服了浮筒式液位變送器體積大, 拆裝不方便, 運(yùn)行中浮筒易卡死, 易產(chǎn)生假指示, 維護(hù)量大等缺點(diǎn), 而且還降低了消耗, 增加了產(chǎn)量, 為安全穩(wěn)定生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
我廠合成氨系統(tǒng)氨分離器、尿素系統(tǒng)一段分解塔、液氨緩沖槽的液位測量均采用此類電容式液位變送器。只要安裝正確, 大修校驗(yàn)一次后, 平時基本上沒有什么維護(hù)量, 而且耐高溫、耐腐蝕能力較強(qiáng), 價格便宜, 每臺約2600元左右。因此, 該變送器在合成氨系統(tǒng)、尿素系統(tǒng)的液位測量上很值得推廣。
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