【引言】合成氨系統氨冷凝塔的液位控制非常重要。如果液位控制偏高,會(huì )使進(jìn)塔氣體中氨含量增高,合成塔的氨合成率下降,系統憋壓破壞熱平衡,嚴重時(shí)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(huì )造成高壓氣體竄入中壓容器管線(xiàn), 造成跑氣, 輕者浪費, 使合成氨減產(chǎn), 重者容器管線(xiàn)超壓, 出現事故。液位控制不穩會(huì )使進(jìn)塔氣體中的氨含量出現忽高忽低的現象, 使氨合成反應所處的條件也不斷變化, 給生產(chǎn)帶來(lái)很大困難。
1、問(wèn)題的提出
我廠(chǎng)是70年代初建成的中型氮肥廠(chǎng), 冷凝塔是2011年二期工程擴建時(shí)上的設備, 其液位測量一直采用氣動(dòng)高壓浮筒, 2011年4月系統投入生產(chǎn)以來(lái), 液位控制一直不理想, 經(jīng)常出現入合成塔循環(huán)氣氨含量高,合成率下降或系統跑氣等現象。但浮筒的指示均在控制指標( 20%～ 60% 范圍) 內。是什么原因造成的呢? 經(jīng)工藝技術(shù)人員反復分析、觀(guān)察, 終于找到了原因。具體如下。
冷凝塔為筒式結構, 分上下兩部分, 上部是換熱器, 下部是遮板式分離器, 且筒內筒外存在夾層, 如圖1所示。由于遮板式分離器的阻力較大, 出現了P1> P2 的現象, 正常生產(chǎn)時(shí)筒內液位低于夾層內液位, 而浮筒所測液位恰恰是夾層內的液位, 由于P1和P2 在生產(chǎn)調節過(guò)程中不是一個(gè)恒定值, 因此夾層內液位和筒內液位隨著(zhù)系統的壓力變化而變化。用夾層內的液位值去控制塔內液位顯然是不切合實(shí)際的。
2 系統的改造
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)。其規格參數如下:
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)的顯示調節儀
2. 2 安裝方法: 將原浮筒拆下, 氣相出口用Pg 320、Dg15法蘭盲死, 利用原設備液相預留孔,在設備內沿十字花穩液板向上焊一根長(cháng)1500mm, 直徑25 mm的不銹鋼導向管, 如圖1所示,將電容式液位變送器的探頭從預留孔伸入設備內導向管, 然后
用螺紋法蘭M33× 2Pg 320及相應口徑的透鏡墊與設備相連即可。
2. 3 校驗方法: 從排液總管接出一個(gè)三通管, 并加法蘭。正常生產(chǎn)時(shí), 在法蘭處盲死, 校表時(shí)接通并從該處加水,水位的高度由玻璃液位計顯示,校驗一個(gè)行程后(即從0～ 100% ) , 由加水處將水放掉, 然后再繼續校驗, 一般反復三次即可。
3 投用后的經(jīng)濟效益
從2011年8月份電容式液位變送器投入使用后,經(jīng)一年多的運行觀(guān)察, 該表指示準確, 靈敏可靠, 無(wú)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月大修期間又對設備內遮板式分離器進(jìn)行了改造, 將遮板式分離器改為套筒式分離器,降低了系統阻力。投油6. 8 t /h 時(shí), 冷凝塔液位穩定控制在20% ～60%之間, 系統無(wú)跑氣或進(jìn)塔氣體中氨含量升高現象, 循環(huán)氣中惰性氣體由原來(lái)6% ～ 8% 可提高到15% 以上, 從而保證了合成塔高產(chǎn)低耗穩定運行。經(jīng)計算, 改造后每小時(shí)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 結束語(yǔ)
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, 運行中浮筒易卡死, 易產(chǎn)生假指示, 維護量大等缺點(diǎn), 而且還降低了消耗, 增加了產(chǎn)量, 為安全穩定生產(chǎn)奠定了基礎。
我廠(chǎng)合成氨系統氨分離器、尿素系統一段分解塔、液氨緩沖槽的液位測量均采用此類(lèi)電容式液位變送器。只要安裝正確, 大修校驗一次后, 平時(shí)基本上沒(méi)有什么維護量, 而且耐高溫、耐腐蝕能力較強, 價(jià)格便宜, 每臺約2600元左右。因此, 該變送器在合成氨系統、尿素系統的液位測量上很值得推廣。
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