山東濱化集團股份有限公司( 以下簡(jiǎn)稱(chēng)“山東濱化”) 化工分公司氯堿車(chē)間 44 萬(wàn) t /a 燒堿裝置分為第 1 期裝置和第 2 期裝置，氯氣處理使用透平式差壓變送器，對氯氣進(jìn)行壓縮后輸送至下游氯氣用戶(hù)。目前，共 3 臺不同規格型號的西門(mén)子差壓變送器可用于對氯氣進(jìn)行壓縮，正常運行 2 臺，1 臺備用，其中第 1 期 A 透平機氯氣處理能力為 13 000m3 /h，出口壓力可達 1． 2 MPa。與本工序原使用的差壓變送器相比，新的變送器處理能力與壓縮比都

要高，使用現場(chǎng) PLC 控制，系統更加穩定，同時(shí)通過(guò)通訊實(shí)現 DCS 的遠程調節。2017 年，將氯氣切入該變送器運行，目前該設備運行穩定。筆者針對該差壓變送器切換過(guò)程中出現的問(wèn)題進(jìn)行了分析與總結。

 

1 工藝簡(jiǎn)介

山東濱化氯處理工序共 2 套氯氣處理及壓縮裝置，分別對應第 1、2 期電解裝置。其中第 1 期電解裝置的氯氣經(jīng)干燥后進(jìn)入第 1 期 A 差壓變送器( 設計能力 13 000 m3 /h) ，經(jīng)四級壓縮加壓至 0． 85 MPa左右送至氯氣液化汽化裝置進(jìn)行進(jìn)一步處理，然后送往下游四氯乙烯、氯丙烯、PO 裝置; 第 2 期電解裝置的氯氣經(jīng)干燥后進(jìn)入第 2 期差壓變送器( 設計能力8 500 m3 /h) ，經(jīng)三級壓縮至 0． 35 MPa 左右，送至下游 PO 裝置; 同時(shí)第 1 期氯處理裝置還設有 1 臺四級差壓變送器 B( 設計能力 9 600 m3 /h) ，其入口、出口與第 1 期 A 透平機、第 2 期透平機入口、出口均通過(guò)管線(xiàn)連通，若在用設備出現故障須維修，可將在用設備切至備用的 B 差壓變送器，起到備用作用( 詳見(jiàn)圖 1) ; 同時(shí)，由于第 1 期 A、B 差壓變送器設計能力不同，第 1、2 期差壓變送器針對的下游用戶(hù)不同，也可根據生產(chǎn)負荷的變化及下游的用氯需求，使用合適的差壓變送器。

 

2 透平機切換過(guò)程( A 透平機向 B 透平機的切換)

2． 1 B 差壓變送器具備切入氯氣的步驟

B 差壓變送器具備切入氯氣前的準備工作: 啟動(dòng) B 透平機并進(jìn)行氯氣置換。

( 1) 開(kāi)啟備用透平機 B 并進(jìn)行空運，控制 B 透平機入口壓力為 3． 0 kPa，檢查確認透平機各運行參數( 軸溫、震動(dòng)、氯氮壓差等自身聯(lián)鎖的參數) 在正常范圍內。

( 2) B 透平機用氮氣運行至系統含水質(zhì)量分數低于 6 × 10 － 5 ，具備進(jìn)氯氣條件后開(kāi)始通入部分氯氣，關(guān)閉入口充氮閥，對系統進(jìn)行置換。

( 3) 運行 1 h 后，在 B 透平機去廢氣閥處取樣，分析氯氣純度。如果氯氣體積分數大于 96% ，則認為氯氣置換合格。

( 4) 氯氣置換合格后，關(guān)閉去廢氣閥，關(guān)小補氯氣閥( 由于密封氣會(huì )損失少量氯氣，還須補充少量氯氣［1］) ，維持 B 透平機自回流運行。

 

2． 2 透平機由 A 透平機切至 B 透平機的切換步驟

( 1) 通知調度開(kāi)始切換，調整 B 透平機入口壓力與 A 透平機入口壓力基本一致。

( 2) 關(guān)注 A 透平機、B 透平機入口壓力，現場(chǎng)緩慢打開(kāi)第 1 期氯處理至 B 透平機入口的閥門(mén)，使第1 期 A 透平機、B 透平機入口閥門(mén)連通。

( 3) 調節 A、B 透平機出口壓力一致; 現場(chǎng)緩慢打開(kāi) B 透平機出口閥直至全開(kāi)，調節過(guò)程中保持與DCS 的聯(lián)系，DCS 注意觀(guān)察 A，B 透平機系統氯氣壓力穩定。

( 4) 緩慢開(kāi)大第 1 期 A 透平機防喘振閥限位，根據透平機入口壓力關(guān)小 B 透平機防喘振閥限位。調節過(guò)程中，注意維持 2 臺透平機入口及出口壓力的穩定。

( 5) 當 B 透平機帶負荷后，B 透平機防喘振閥關(guān)至 50% 后，解除 A 透平機的各相關(guān)聯(lián)鎖，投入 B透平機的相關(guān)聯(lián)鎖。

( 6) 當 A 透平機防喘振閥全開(kāi)后，依次緩慢關(guān)閉 A 透平機進(jìn)出口閥。關(guān)閉后適當降低第 1 期 A透平機入口壓力，使兩透平機入口出現壓差，確認閥門(mén)關(guān)嚴。

( 7) 開(kāi) A 透平機入口充氮閥，開(kāi)大透平機出口去廢氣閥門(mén)。A 透平機氮氣置換 2 h 后停機，入口充少量氮氣維持系統微正壓( 10 ～ 20 kPa) 。

 

3 切換過(guò)程中出現的問(wèn)題及解決措施

3． 1 氯壓機初開(kāi)車(chē)時(shí)氯氣容易發(fā)生壓力波動(dòng)

差壓變送器初開(kāi)車(chē)時(shí)，使用氮氣開(kāi)車(chē)。運行穩定后，再緩慢切入氯氣。氯氣切入過(guò)程中，比較容易出現氯氣壓力波動(dòng)，影響離子膜總管氯氣壓力的穩定［2］。

 

3． 1． 1 原因分析

差壓變送器使用氮氣開(kāi)車(chē)，防喘振回流閥為全開(kāi)狀態(tài)。隨著(zhù)氯氣的進(jìn)入，氯氣純度提高，流量達到一定值后，透平機的防喘振才會(huì )逐漸關(guān)小。在防喘振閥開(kāi)始關(guān)小前的這段時(shí)間，只能夠通過(guò)透平機出口去廢氣閥門(mén)控制透平機入口壓力。由于透平機出入口壓力相差較多，且通過(guò)透平機出口去廢氣閥門(mén)控制透平機入口壓力有一定的延遲性，該過(guò)程較難控制，容易造成透平機入口壓力波動(dòng)，影響離子膜氯氣總管的壓力。

 

3． 1． 2 解決措施

根據操作經(jīng)驗，當透平機內氯氣純度提高后，防喘振閥開(kāi)始關(guān)小，出口壓力升高，此時(shí)，透平機可以進(jìn)入相對穩定的運行階段。為防止防喘振閥關(guān)小前的這段時(shí)間透平機入口壓力波動(dòng)對系統造成影響，

引氯氣管線(xiàn)至透平機入口，在開(kāi)啟透平機入口大閥前，提前向透平機內充入氯氣，置換透平機系統［3］。待確認系統置換合格，氯氣純度大于 96% 后，再開(kāi)始系統的切換，打開(kāi)透平機入口，并入系統。將可能導致壓力波動(dòng)的操作在并入系統前完成，消除了對系統的影響。

 

3． 2 切換過(guò)程中需操作閥門(mén)較多，容易引起氯氣壓力波動(dòng)

3． 2． 1 原因分析

透平機切換過(guò)程中涉及現場(chǎng)入口手動(dòng)閥、出口手動(dòng)閥、透平機導葉自控閥、防喘振回流閥，變量較多，且需要現場(chǎng)與 DCS 的協(xié)調與配合。一旦配合不好，操作幅度不一致，可能會(huì )造成系統壓力波動(dòng)。

 

3． 2． 2 解決措施

細化操作步驟，減少同時(shí)參與操作的變量數量。切換過(guò)程中，shou先調整 2 臺透平機入口與出口壓力一致，依次緩慢將備用透平機的出口、入口閥門(mén)并入系統，使 2 臺透平機并行，再通過(guò)緩慢開(kāi)大備用設備的防喘振回流限位，降低在用設備的防喘振回流限位，使備用設備所帶負荷逐漸升高，在用設備所帶負荷逐漸降低。確認在用設備不帶負荷后，再依次關(guān)閉原在用設備的出口、入口閥門(mén)。每一步只操作 1或 2 個(gè)變量，降低了多變量操作風(fēng)險。

 

3． 3 入口閥開(kāi)啟后，兩臺變送器入口壓力不一致

2017 年 6 月將 B 透平機切至 A 透平機時(shí)，開(kāi) A透平機入口手閥前，A、B 透平機入口壓力都調至 3kPa，導葉自動(dòng)控制透平機入口壓力。打開(kāi) A 透平機入口手閥后，DCS 頁(yè)面顯示的 A 透平機入口壓力比 B 透平機入口壓力高 2． 5 kPa。即 A 透平機入口壓力設定值為 3 kPa，實(shí)際值為 5 kPa。B 透平機入口壓力設定值為 3 kPa，實(shí)際值為 2． 5 kPa。由于此時(shí) 2 臺透平機導葉自控閥均在自控狀態(tài)，兩自控閥同時(shí)向不同的方向調整，出現了短時(shí)間的壓力波動(dòng)。重新調節了 A、B 透平機的入口壓力設定值，將 A 入口壓力設定值設為 5． 0 kPa，B 設為 2． 5 kPa 后，恢復穩定。

為避免這種情況的發(fā)生，可提前對備用透平機入口導葉控制的壓力進(jìn)行校準。切換時(shí)，在初開(kāi)備用透平機入口手閥前，先將備用透平機入口導葉自控閥設為手動(dòng); 待入口閥開(kāi)啟后，觀(guān)察入口壓力穩定，再將入口導葉閥設為自動(dòng)。設定值與壓力穩定后壓力值相當。

 

3． 4 切換過(guò)程中關(guān)小備用設備防喘振回流限位，其所帶負荷卻沒(méi)有增加

在 2017 年 9 月將 A 透平機切至 B 透平機過(guò)程中，操作人員逐漸關(guān)小 B 透平機防喘振回流限位，開(kāi)大 A 透平機防喘振回流閥限位。發(fā)現: 隨著(zhù) B 透平機防喘振閥回流限位的開(kāi)大，B 透平機入口導葉閥的開(kāi)度也在同步減小。判斷 B 透平機所帶的負荷沒(méi)有增加，仍然是 A 透平機起主要的壓縮作用。對 B 透平機入口壓力設定值稍作調整，使 B 透平機入口壓力值略低于 A 透平機入口壓力，使氯氣更容易切至 B 透平機。即切換過(guò)程中可以使兩透平機入口壓力在基本一致的前提下，使備用設備入口的氯氣壓力略低于在用設備入口的氯氣壓力。

 

3． 5 切換完成后，入口閥門(mén)關(guān)閉不嚴

2017 年 5 月，由于第 2 期下游氯氣用戶(hù)停車(chē)檢修，將第 2 期透平機切至第 1 期 B 透平機后送至氯氣液化汽化。切換完成時(shí)，第 2 期透平機進(jìn)出口閥已關(guān)閉，第 2 期透平機降壓停車(chē)時(shí)，第 1 期 B 透平機入口壓力隨第 2 期透平機入口壓力一同變化。對第2 期透平機入口閥進(jìn)行進(jìn)一步關(guān)緊處理后，降低第 2期透平機入口壓力，確認第 1 期 B 透平機入口壓力不受影響。因此，可在透平機切換完成，關(guān)閉待停透平機入口手閥后，把入口壓力調低，使兩變送器入口壓力出現一定的壓差，確定入口手閥關(guān)嚴。

 

4 結語(yǔ)

通過(guò)對智能差壓變送器切換操作的梳理，對切換過(guò)程中可能出現及出現過(guò)的問(wèn)題進(jìn)行了分析與總結，實(shí)現了透平機的穩定切換，使備用透平機切實(shí)起到備用作用; 也可以根據生產(chǎn)負荷的變化及下游的用氯需求，使用合適的差壓變送器，提高裝置的操作彈性，也為同行業(yè)其他大型轉動(dòng)設備的平穩切換提供了可操作的經(jīng)驗。