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        閃蒸槽液位計問題分析與改進

        2017-07-07 05:44:22張林茂
        杭州化工 2017年2期
        關鍵詞:壓式液位計閃蒸

        張林茂

        閃蒸槽液位計問題分析與改進

        張林茂

        (河南能源化工集團中原大化公司,河南濮陽457004)

        中原大化公司的三聚氰胺裝置采用歐技高壓法工藝,具有運行周期長、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點,在市場上具有較高的競爭力。然而,在運行過程中,多次出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題,造成了較大的經(jīng)濟損失。在歷次產(chǎn)品質(zhì)量事故中,閃蒸槽液位計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,公司對液位計進行多次改進,解決了液位計指示漂移的問題,保證了裝置的穩(wěn)定運行。

        1 工藝流程

        歐技三聚氰胺工藝采用無催化劑高壓法生產(chǎn)技術,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)過急冷冷卻溶解進入液相,并閃蒸出氨和絕大部分的二氧化碳,再經(jīng)過汽提脫除CO2,在水解塔中與加入的質(zhì)量分數(shù)為13%~14%的氨反應,使縮聚物水解為三聚氰胺,通過凈化系統(tǒng)的雜質(zhì)過濾、吸附脫色,在結晶器中冷卻,使三聚氰胺于溫度45℃下結晶,經(jīng)過離心分離、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)過氨回收系統(tǒng)將氨回收,循環(huán)利用;氨精餾塔釜液進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。一旦閃蒸槽液位計故障,將會造成副產(chǎn)物OAT進入CO2汽提塔,最終造成前系統(tǒng)OAT含量超標,結晶進入產(chǎn)品中,造成產(chǎn)品濁度超標。

        2 問題分析及處理

        在原始設計中,為增加儀表指示的可靠性,閃蒸槽采用了雙液位計指示,分別選用了雷達液位計和差壓式液位計。但是在使用過程中都出現(xiàn)了液位指示不準的現(xiàn)象,我們對出現(xiàn)的問題進行了分析,并進行了相應的改造,最終解決了液位計指示的問題。

        2.1 雷達液位計

        2.1.1 故障現(xiàn)象及原因分析

        在使用過程中,發(fā)現(xiàn)雷達液位計LT-86005儀表輸出一直位于最大值,完全失去了參考價值。利用停車機會,對該液位計進行了檢查,檢查發(fā)現(xiàn)進液口對面的器壁有明顯的沖刷痕跡,液位計上有部分白色結晶物。

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

        圖1 脈沖雷達液位計的工作原理圖

        圖1中,雷達液位計與物料表面的距離H(以雷達液位計的過程連接處作為測量參考點)與天線發(fā)射的微波脈沖的時間行程t成正比,則

        式中,c表示光速。

        根據(jù)測量原理及天線有結晶的情況,對問題進行了分析:

        (1)為了減少氣相帶液,我們將閃蒸槽液位控制偏低,在進料口以下,而且進料口無擋板,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,而且液面擾動較大,液面湍動有可能引起多徑反射,表面的泡沫可能會吸收或反射雷達波,濕泡沫表面會反射微波信號;當介質(zhì)表面為稠而厚的泡沫時,會導致測量誤差較大或無法測量;

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

        2.1.2 問題處理

        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,儀表指示恢復正常。但投入運行不久后又再次出現(xiàn)指示滿量程的問題。為徹底解決問題,對設備及操作要求進行了以下改進: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對液位指示的影響,避免了物料在雷達天線上結晶形成虛假回波,解決了液位指示異常的問題。

        2.2 差壓式液位計

        2.2.1 故障現(xiàn)象及原因分析

        設備運行一段時間之后,液位指示出現(xiàn)偏低情況,導致閃蒸槽漫液,出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量事故,使公司直接損失近百萬元。后期檢修時發(fā)現(xiàn),氣相導壓管有物料結晶堵塞。分析原因為:由于閃蒸槽液位控制偏低,導致進液口高于液面,液滴飛濺逐漸導致氣相導壓管根部物料結晶堵塞,負向壓力偏高,造成液位指示偏低。

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

        對密閉貯槽,設底部壓力為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。通常被測介質(zhì)的密度是已知的,測出壓差就能夠計算出被測液位高度,所以正負向的壓力指示是影響液位測量的重要因素。

        2.2.2 問題處理

        對差壓式液位計進行后期改造,見圖2虛線部分。

        圖2 閃蒸槽差壓式液位計簡圖

        將液位計正、負向隔離,增加負向沖洗水,保持兩向同時沖洗,避免導壓管出現(xiàn)堵塞。目前差壓式液位計運行穩(wěn)定,幾年來未出現(xiàn)因液位計指示原因造成的產(chǎn)品質(zhì)量問題,為公司減少經(jīng)濟損失幾百萬元。

        3 結語

        液位計是化工生產(chǎn)中非常重要的儀表,要根據(jù)介質(zhì)類型及工況進行選型和設計,這樣才能保證儀表正常工作。三聚氰胺裝置由于其介質(zhì)易結晶的特性,儀表需要考慮防堵和防結晶的問題。通過對閃蒸槽液位計的分析及改造,不但徹底解決了漫液造成的產(chǎn)品質(zhì)量事故問題,保證了裝置的穩(wěn)定運行,為公司減少了數(shù)百萬元的直接經(jīng)濟損失,也為其他同類儀表問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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