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        閃蒸槽液位計(jì)問(wèn)題分析與改進(jìn)

        2017-07-07 05:44:22張林茂
        杭州化工 2017年2期
        關(guān)鍵詞:壓式液位計(jì)閃蒸

        張林茂

        閃蒸槽液位計(jì)問(wèn)題分析與改進(jìn)

        張林茂

        (河南能源化工集團(tuán)中原大化公司,河南濮陽(yáng)457004)

        中原大化公司的三聚氰胺裝置采用歐技高壓法工藝,具有運(yùn)行周期長(zhǎng)、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),在市場(chǎng)上具有較高的競(jìng)爭(zhēng)力。然而,在運(yùn)行過(guò)程中,多次出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題,造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。在歷次產(chǎn)品質(zhì)量事故中,閃蒸槽液位計(jì)指示漂移造成氣相帶液是事故的主要原因之一。為避免事故的再次發(fā)生,公司對(duì)液位計(jì)進(jìn)行多次改進(jìn),解決了液位計(jì)指示漂移的問(wèn)題,保證了裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

        1 工藝流程

        歐技三聚氰胺工藝采用無(wú)催化劑高壓法生產(chǎn)技術(shù),99.8%以上的尿素溶液在壓力8.0 MPa、溫度380℃的條件下縮合生成三聚氰胺,經(jīng)過(guò)急冷冷卻溶解進(jìn)入液相,并閃蒸出氨和絕大部分的二氧化碳,再經(jīng)過(guò)汽提脫除CO2,在水解塔中與加入的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%~14%的氨反應(yīng),使縮聚物水解為三聚氰胺,通過(guò)凈化系統(tǒng)的雜質(zhì)過(guò)濾、吸附脫色,在結(jié)晶器中冷卻,使三聚氰胺于溫度45℃下結(jié)晶,經(jīng)過(guò)離心分離、干燥得到成品三聚氰胺。含有氨及副產(chǎn)物OAT(三聚氰酸一酰胺和三聚氰酸二酰胺)的母液經(jīng)過(guò)氨回收系統(tǒng)將氨回收,循環(huán)利用;氨精餾塔釜液進(jìn)入閃蒸槽閃蒸出低壓蒸氣返回CO2汽提塔作為汽提氣,以回收部分熱量。一旦閃蒸槽液位計(jì)故障,將會(huì)造成副產(chǎn)物OAT進(jìn)入CO2汽提塔,最終造成前系統(tǒng)OAT含量超標(biāo),結(jié)晶進(jìn)入產(chǎn)品中,造成產(chǎn)品濁度超標(biāo)。

        2 問(wèn)題分析及處理

        在原始設(shè)計(jì)中,為增加儀表指示的可靠性,閃蒸槽采用了雙液位計(jì)指示,分別選用了雷達(dá)液位計(jì)和差壓式液位計(jì)。但是在使用過(guò)程中都出現(xiàn)了液位指示不準(zhǔn)的現(xiàn)象,我們對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析,并進(jìn)行了相應(yīng)的改造,最終解決了液位計(jì)指示的問(wèn)題。

        2.1 雷達(dá)液位計(jì)

        2.1.1 故障現(xiàn)象及原因分析

        在使用過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)雷達(dá)液位計(jì)LT-86005儀表輸出一直位于最大值,完全失去了參考價(jià)值。利用停車(chē)機(jī)會(huì),對(duì)該液位計(jì)進(jìn)行了檢查,檢查發(fā)現(xiàn)進(jìn)液口對(duì)面的器壁有明顯的沖刷痕跡,液位計(jì)上有部分白色結(jié)晶物。

        雷達(dá)天線周期性地發(fā)射微波脈沖,在被測(cè)物料表面產(chǎn)生反射,并被雷達(dá)系統(tǒng)所接收。天線接收反射的微波脈沖并將其傳給電子線路,微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理,識(shí)別出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波,并據(jù)此計(jì)算物位,其工作原理圖如圖1所示。

        圖1 脈沖雷達(dá)液位計(jì)的工作原理圖

        圖1中,雷達(dá)液位計(jì)與物料表面的距離H(以雷達(dá)液位計(jì)的過(guò)程連接處作為測(cè)量參考點(diǎn))與天線發(fā)射的微波脈沖的時(shí)間行程t成正比,則

        式中,c表示光速。

        根據(jù)測(cè)量原理及天線有結(jié)晶的情況,對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了分析:

        (1)為了減少氣相帶液,我們將閃蒸槽液位控制偏低,在進(jìn)料口以下,而且進(jìn)料口無(wú)擋板,氨汽提塔底部送入物料直接沖擊在閃蒸槽器壁上,造成液滴飛濺,而且液面擾動(dòng)較大,液面湍動(dòng)有可能引起多徑反射,表面的泡沫可能會(huì)吸收或反射雷達(dá)波,濕泡沫表面會(huì)反射微波信號(hào);當(dāng)介質(zhì)表面為稠而厚的泡沫時(shí),會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差較大或無(wú)法測(cè)量;

        (2)物料中為易結(jié)晶的OAT介質(zhì)且黏度較大,飛濺的物料黏結(jié)在天線上,形成虛假回波,導(dǎo)致液位指示偏高。

        2.1.2 問(wèn)題處理

        拆下罩子法蘭和石英窗法蘭,用綢布蘸酒精、汽油等溶劑擦揩石英表面,不可用堿性溶劑擦洗,最后將石英玻璃擦干凈,儀表指示恢復(fù)正常。但投入運(yùn)行不久后又再次出現(xiàn)指示滿(mǎn)量程的問(wèn)題。為徹底解決問(wèn)題,對(duì)設(shè)備及操作要求進(jìn)行了以下改進(jìn):閃蒸槽液位控制由30%提高至50%,并在物料入口處增加擋板。該方法減少了液位擾動(dòng)對(duì)液位指示的影響,避免了物料在雷達(dá)天線上結(jié)晶形成虛假回波,解決了液位指示異常的問(wèn)題。

        2.2 差壓式液位計(jì)

        2.2.1 故障現(xiàn)象及原因分析

        設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間之后,液位指示出現(xiàn)偏低情況,導(dǎo)致閃蒸槽漫液,出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量事故,使公司直接損失近百萬(wàn)元。后期檢修時(shí)發(fā)現(xiàn),氣相導(dǎo)壓管有物料結(jié)晶堵塞。分析原因?yàn)椋河捎陂W蒸槽液位控制偏低,導(dǎo)致進(jìn)液口高于液面,液滴飛濺逐漸導(dǎo)致氣相導(dǎo)壓管根部物料結(jié)晶堵塞,負(fù)向壓力偏高,造成液位指示偏低。

        差壓式液位計(jì)是利用容器內(nèi)的液位改變時(shí),由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理工作的。

        對(duì)密閉貯槽,設(shè)底部壓力為P,液面上的壓力為PS,液位高度為H,則有:P=PS+ρgH

        式中:ρ為介質(zhì)密度,g為重力加速度。

        則ΔP=P-PS=ρgH

        ΔP表示壓差,壓差與液位高度H成正比。通常被測(cè)介質(zhì)的密度是已知的,測(cè)出壓差就能夠計(jì)算出被測(cè)液位高度,所以正負(fù)向的壓力指示是影響液位測(cè)量的重要因素。

        2.2.2 問(wèn)題處理

        對(duì)差壓式液位計(jì)進(jìn)行后期改造,見(jiàn)圖2虛線部分。

        圖2 閃蒸槽差壓式液位計(jì)簡(jiǎn)圖

        將液位計(jì)正、負(fù)向隔離,增加負(fù)向沖洗水,保持兩向同時(shí)沖洗,避免導(dǎo)壓管出現(xiàn)堵塞。目前差壓式液位計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定,幾年來(lái)未出現(xiàn)因液位計(jì)指示原因造成的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題,為公司減少經(jīng)濟(jì)損失幾百萬(wàn)元。

        3 結(jié)語(yǔ)

        液位計(jì)是化工生產(chǎn)中非常重要的儀表,要根據(jù)介質(zhì)類(lèi)型及工況進(jìn)行選型和設(shè)計(jì),這樣才能保證儀表正常工作。三聚氰胺裝置由于其介質(zhì)易結(jié)晶的特性,儀表需要考慮防堵和防結(jié)晶的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)閃蒸槽液位計(jì)的分析及改造,不但徹底解決了漫液造成的產(chǎn)品質(zhì)量事故問(wèn)題,保證了裝置的穩(wěn)定運(yùn)行,為公司減少了數(shù)百萬(wàn)元的直接經(jīng)濟(jì)損失,也為其他同類(lèi)儀表問(wèn)題的分析及處理提供了借鑒。

        10.13752/j.issn.1007-2217.2017.02.006

        2017-03-13

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