差壓變送器

如果您喜歡我們的網站,可以添加到搜藏夾!聯系電話:0517-86998326、0517-86998328;手機:18952302362;聯系QQ:526929973

浅谈低温差壓變送器的操作方法及维护方案

作時間:2019-11-07  來源:  作者:
   
摘要:煤制合成氨工艺中关于净化气中CO脱除一般选择低温液氮洗技术,但低温液氮洗工艺工作条件苛刻,对工艺操作、设备维护要求较高,本文就我公司差壓變送器出现的问题及正常维护相关工作进行分享。
宁夏和宁化学有限公司一期项目是以煤为原料,年产40万吨合成氨、20万吨甲醇、70万吨尿素项目,其中氨合成气精制工序采用杭州中泰深冷技术股份有限公司设计制造的低温差壓變送器,用于脱除CO、Ar、CH4等杂质,使出口氨合成气中的CO+CO2含量小于16mg/Nm3、H2/N2达到3∶1,以满足氨合成工艺要求,我公司差壓變送器自2014年开车以来出现了各类问题,现就几个突出问题进行分享。
1液氮洗工藝簡述
差壓變送器由分子筛、三台板翅式换热器、氮洗塔、氢气分离罐等设备构成,工艺流程图见图1。分子筛吸附低温甲醇洗净化气中CO2、CH3OH等极性分子,使出口工艺气中CO2≤2mg/Nm3,通过三台板翅式换热器冷却后进入氮洗塔,在-190℃的低温环境下,利用氢气与CO、CH4、Ar的沸点不同,以近似于多组分精馏的形式将CO、CH4、Ar从气相中溶解到液氮中,达到合成气中CO+CO2含量小于16mg/Nm3的要求,同时通过洗涤氮、粗配氮、精配氮三种方式将合成气中H2与N2比例调节至3∶1。
2差壓變送器主要存在的问题
2.1分子篩程控閥故障
我公司分子篩采用上海環球公司生産的5A分子篩,運行周期爲20.46h,運行五年效果基本穩定。分子篩程控閥屬于重要常用閥門,采用上海宏盛軌道球閥,因分子篩系統程控閥未定期進行維護保養,2017年10月,分子篩B套複熱氮氣入口程控閥KV4106內漏,-56℃低溫氫氣串入常溫氮氣管道,管道測量非常低溫度達到了-18℃,因存在“氫脆”管道破裂風險,合成氨系統被迫停車2天檢修,造成極大的經濟損失。
2.2冷箱堵塞
我公司冷箱內采用板翅式鋁制換熱器,換熱效果好,但換熱翅片通道小,操作維護不當易造成堵塞,曾經出現過兩次換熱器堵塞停車事故。2015年3月20日低溫甲醇洗熱再生塔冷凝系統壓差逐漸升高,系統複熱頻繁(非常高達到1~2d/次);4月9日差壓變送器板式換熱器前、後壓差由40kPa逐漸開始上升;4月21日其前、後壓差達到400kPa,系統無法維持負荷,液氮洗停車複熱處理;4月24日拆除原料氣進冷箱第二道過濾器時發現大量白色結晶物質堵塞,該白色結晶物質在常溫下自然分解,後經分析爲铵鹽(碳酸铵、碳酸氫铵)。利用中壓氮氣反吹冷箱板式換熱器,吹出大量含氨氣體,冷箱整體吹掃複熱至0℃以上,恢複開車後運行正常。
2015年5月25日系統大幅波動,熱再生塔冷凝系統氨冷器複熱頻繁,氣量穩定後冷箱板式換熱器壓差由45kPa上升至78kPa;6月2日分析熱再生塔冷凝系統甲醇中氨含量在1%,將分離罐內含氨甲醇排至汙甲醇地下槽,同時要求變換增加洗滌塔洗滌水量;6月5日板式換熱器壓差上升至280kPa,系統停車檢修;6月6日分析冷箱原料氣吹出氣體,其中NH3含量爲1.81%、CO2含量爲271mg/Nm3,連續吹掃16h後,分析氣體中氨含量爲100mg/Nm3,CO2含量爲3mg/Nm3,系統恢複開車後運行正常。
後續停車檢修時發現變換洗滌塔塔盤基本損壞,無法起到洗滌氨的作用,印證大量氨帶入系統是造成液氮洗冷箱板式換熱器堵塞的原因。
2.3板翅式換熱器泄漏
經過幾年的運行經驗,冷箱所采用的板翅式鋁合金換熱器換熱效率較好,冷箱一直處于冷量富裕的狀態,但因各種原因,我公司板換出現過三次泄漏,對裝置正常運行造成了極大的影響。2014年原始開車以來,冷箱下部東西側長期存在挂霜現象(東側較爲明顯、西側僅冬季出現),由于漏量沒有擴展觀察運行。2018年5月,因外網電網晃電全系統跳車,冷箱恢複導入原料氣過程中,冷箱殼體壓力由0.082kPa突然上漲至1kPa(超量程),氫氣分離罐壓力由正常1.1MPa上漲至1.3MPa安全閥起跳;現場發現冷箱底板及頂部呼吸閥外噴珠光砂,冷箱中下部殼體開始挂霜。停車扒砂檢查發現2#原料氣冷卻器E0434循環氫通道及中壓氮氣翅片裂開(見圖2),當時采取外部補焊方式修複(見圖3),開車後運行正常,本次冷箱檢修耗時約12天。
企业微信截图_20191107144917.jpg
2019年1月,全系統停車,冷箱減負荷過程中冷箱殼體壓力由0.076kPa突然上漲至1kPa(超量程),氫氣分離罐壓力由正常1.1MPa上漲至1.3MPa安全閥起跳;現場發現冷箱底板及頂企业微信截图_20191107144926.jpg部呼吸閥外噴珠光砂,冷箱中下部殼體開始挂霜。停車扒砂檢查2#原料氣冷卻器E0434再次出現泄漏,中壓氮氣、循環氫、原料氣、合成氣、燃料氣5個通道翅片均不同程度裂開(見圖4),且2018年5月外部補焊裂紋也再度裂開(見圖5),此次采取割除換熱器封頭、將泄漏翅片通道封堵的方式進行消缺,開車後運行正常,本次冷箱檢修耗時約18天。
企业微信截图_20191107145037.jpg企业微信截图_20191107145048.jpg
2019年5月,全系統停車大修,停車過程未發現問題,但扒砂後檢查2#原料氣冷卻器E0434,發現換熱翅片又出現新的裂紋,更換新設備後開車運行正常。
3差壓變送器维护
3.1嚴格控制氣體指標液氮洗屬于深冷裝置,非常低點溫度可達-198℃,堵塞一般都是高沸點介質冰凍所致(見表1),若發生堵塞只能通過氮氣複熱方能解決問題,但會造成較大的經濟損失。
企业微信截图_20191107145048.jpg
正常生産過程中,操作人員應重點監控原料氣內CO2、CH3OH含量及1#、2#原料氣換熱器前後壓差。一般來說,控制進入分子篩前原料氣中CO2含量應小于10mg/Nm3,CH3OH含量應小于25mg/Nm3,分子篩出口CO2含量應小于2mg/Nm3,CH3OH應全部被分子篩吸附,故分子篩吸附效果監測應定期進行,當分子篩進入解析後期時取樣再生氮氣中CO2及CH3OH含量,可有效監測分子篩吸附、再生效果。
冷箱開車過程中,需重點監測置換氮氣中CO2及露點數據,一般來說,須在冷箱進出五種物料通道選取合適排放點進行取樣分析,當置換氣中氮氣純度≥99.5%,露點<-50℃時,方可進行冷箱氮氣冷卻積液工作。
冷箱緊急停車保冷保壓過程中,須特別注意未經過分子篩吸附的原料氣反串至冷箱內,我司曾出現過一次未及時關閉界區手閥原料氣反串至冷箱內凍堵的事故,故緊急停車時需立即關閉兩股合成氣去管網手閥,避免調節閥、止逆閥失效氣體反串造成的凍堵事故。
3.2開停車及正常運行速率控制
冷箱板翅式換熱器設計緊湊,隔板、翅片較普通換熱材料薄故傳熱效率極高,但存在易損及不易修複的特點,故在開停車及正常運行過程中更應注意速率的控制。開停車過程中,應嚴格控制制冷、複熱速率,一般來說溫升溫降速率不應超過15℃/h,同時應特別關注換熱器端面溫差,原則上不大于50℃,但一般控制在10℃左右。另外,加減負荷方面一般按照不高于20000Nm3/h的要求,雖然不利于能耗的控制,但對換熱器的保護益處較大。
另外,根據幾年的運行經驗,原設計要求的原料氣溫度低聯鎖、原料氣流量低聯鎖、燃料氣溫度低聯鎖等在實際運用中達不到應有的保護效果,反而會引起不必要的聯鎖動作風險,我司通過運行情況及相關數據分析,將原料氣溫度低聯鎖由原來的-56℃改爲0℃,原料氣流量聯鎖取消,燃料氣溫度低聯鎖由原來的5℃改爲-5℃,在保證裝置安全可控的前提下也適應北方氣候的特點。
3.3冷箱冷量平衡
液氮洗冷箱利用氮氣節流制冷、板翅式換熱器回收冷量等方式進行冷量的提供、平衡,故在正常操作中應注意控制各股物流的冷量平衡。冷箱內可視爲絕熱操作過程,主要調整手段爲控制各物流量:通過出E0432合成氣調節閥分配出E0433去低甲合成氣及出E0432去氨合成合成氣流量,控制板換端面溫差及出冷箱合成氣溫度,非常大限度保證冷量回收利用;通過燃料氣放空閥調節閥控制燃料氣量,進而影響進入冷箱中壓氮氣量,保證進出冷箱內冷量平衡;一般來說冷箱設計富裕量在120~130%,故有少部分富裕冷量需通過氫氣分離罐底部導淋排出,建議有條件裝置可利用此部分冷量作爲冷卻介質使用,如甯夏石化液氮洗冷量回收改造效果就比較明顯。
3.4分子篩程控閥定期維護
我司分子篩程控閥采用國産軌道式球閥,2017年出現過閥門內漏現象後,加大了對分子篩系列閥門的管控力度:一是各購買一個備閥以備不時之需;二是將原空心球改造爲實心球,延長使用壽命;三是年度大修將程控閥下線檢查。通過上述三個方式,裝置再未出現過因閥門故障造成的停車減産事故。
4結語
我公司差壓變送器为泸天化集团首套液氮洗精制氨合成气装置,在运行过程中出现诸多异常工况,经过各级生产技术管理人员对工艺原理和工艺流程深入研究认真总结,解决难题数个,差壓變送器达到稳定运行,氨合成停车次数大幅降低,公司的经济效益得到根本保障。
注明,三暢儀表文章均爲原創,轉載請標明本文地址

産品分類 ProductsClass
壓力變送器知识
熱門文章Technicalnews
雙金屬溫度計 智能差壓變送器 絕對壓力變送器 擴散矽壓力變送器 射頻導納開關 投入式液位變送器 雙法蘭液位變送器 一体化溫度變送器 單法蘭液位變送器
旋進旋渦流量計|射頻導納液位計|壓力控制器 |磁翻板液位計|壓力表|隔膜壓力表|耐震壓力表| 耐磨熱電偶|天然氣流量計|壓縮空氣流量計|熱式氣體質量流量計| 氨氣流量計| 熱電阻|投入式液位計|
靜壓式液位計|熱電偶溫度計|電接點壓力表|精密壓力表|智能壓力校驗儀|橫河EJA變送器|
销售热线:0517-86998326 86998328 18952302362 13915186942 传真:0517-86998327
3051TG壓力變送器 淮安市三暢儀表有限公司 壓力變送器 液位變送器 差壓變送器 制作版权所有 / © 厂址:江苏省淮安市金湖工业园区