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合成氨装置KW1101E液位仪表测量问题处理分享

2022-09-22 08:35:01 半岛(中国)

合成氨装置KW1101E液位仪表测量问题处理分享

故障现象:日产千吨合成氨装置中,吸收塔KW1101E的控制尤为重要。为了保证液位测量的准确性,将液位开关KWZKLLA157改为双法兰式差压液位计。取压点在原高液位报警开关及低液位报警开关的取压点上。开工初期KWZKLLA157与LRC91测量对应较好,后来随着生产平稳,两者测量偏差越来越大,最大时相差约20%之多。


由于KWZKLRC91受冲洗水压力波动及仪表维护人员本身原因影响,有时也存在测量误差。这样,由于KWZKLLA157及KWZKLRC91都有问题.给工艺生产带来了难度。操作人员无法正确判断工艺状况.因此造成了生产波动。


故障分析  利用抢修的机会,对KW1101E的测量仪表进行了检查校对,更换了KWZKLRC91、清洗了KWZKLLA157双法兰差压变送器的取压膜盒,并重新核对了KWZKLLA157与KWZKLRC91的测量范围,确保两者一致。经过调整后,KWZKLRC91与KWZKLLA157的指示值还是有偏差。但偏差是在50%以上出现,并随着测量值的增加偏差越来越大。


通过同工艺技术人员校对玻璃板液面计时发现。液位较低时仪表液位计与玻璃板液面计相差很小,液位较高时两者相差很大。实测数据见表3-1。


表3-1  KWZKLRC91与玻璃板液面计数据对照表

玻璃板页面计

63

68

75

80

90

94

KWZK-LRC91

48

49

50

51

52

54

注:表中数据是在玻璃板液面计经常结晶.一直冲洗的情况下得到的。


通过查KW1101E的原始设备结构图了解到,KW1101E的进气位置在KWZKLRC91的46.7%位置,这样当液位在46.7%以上时,由于进气的影响玻璃板的液位不能正确反映实际的液位。

KW1101E设备结构及仪表取压位置见图3-5,图中单位是mm。

图片关键词

图3-5  净化设备KW1101E 设备结构机仪表取压位置


根据KW1101E设备结构及仪表取压位置(见图3-5)及工艺玻璃板液面计实测数据(见表3-1)分析,KWZKLRC91与LLA157的指示偏差实际存在。现分析如下。

(1) 由于KWZKLRC91、KWZKLLA157均采用差压法测量液位,因此,从差压法测量液位的原理上进行分析。

根据KW1101E的设备结构可知,工艺气进气分布器的位置在KWZKLRC91的46.7%位置。因此,当液位超过46.7%时,液面将超过进气分布器。由于工艺气的压力很高,因此,必然会将液体吹起,并且液位越高吹起的液体越高。这一点从玻璃板液位计测量数据表3-1中可以体现出来,因此,液体中必然存在气体部分或气泡。

设被测介质中气泡的体积为V0;被测介质(带气泡)的总测量高度H;被测介质中实际液体(不带气泡)的测量高度h;KW1101E的断面面积S;被测介质中实际液体体积为V=hS;被测介质中实际液体(设计)密度为ρ;被测介质中实际液体重量为G=Vρ

很显然:V十V0= HS

被测介质(带气泡)的密度为: ρ0=G/(V十V0)=G/(HS)

从差压变送器的测量看(不考虑迁移):  △P=ρ0 H= [G/(HS)]H= G/S=ρV/S=ρhS/S=ρh

上式中,ρ是设计的介质密度,因此.仪表所测差压是实际液体的差压,所测的数据为实际介质平稳时所对应的高度。


(2) 从KW1101E设备结构及仪表取压位置(图3-5)中可以看出,KWZKLLA157负压取压位置在KWZKLRC91的86.7%处。因此,当设备内(带气泡)液面高度超过KWZKLRC91的86.7%处(KWZKLLA157负压位置)时,由于KWZKLLA157负乐位置以上的液体产生的压力也作用于它的负压侧,因此,KWZKLLA157差压变送器无法测量其负压侧以上的液体。同样道理,KWZKLRC91也无法测量其负压侧以上的液体高度。因此,位于KWZKLRC91负压侧与KWZKLLA157负压侧之间的液柱就成为了KWZKLRC91与KWZKLLA157测量指示值的偏差。鉴于此,KWZKLRC91的测量值是达不到最大的。经计算,最高时KWZKLLA157应比KWZKLRC91低近20%(457/2286=19.99%)。

故障处理:仪表自身方面影响测量的主要因素是仪表的冲洗水。采用以下方法解决冲洗水对测量的影响。

由于KWZKLRC91采用的是带冲洗水的差压变送器,在仪表运行期间,冲洗水一直进行冲洗,冲洗水量大小由仪表人员手动操作。因为冲洗水的工作压力在4~10 MPa之间,而差压变送器的测量范围只有28 kPa。因此,人为操作不当(冲洗水打偏),以及冲洗水压力的变化,将会影响到KWZKLRC91的正确测量。针对这种情况,在冲洗水管道上安装了恒节流孔,用以增加冲洗水流通的阻力来控制冲洗水流量.从而减少人为操作不当及冲洗水压力波动,对液化测量造成的影响。

另外,根据上述分析,确认2台仪表的偏差产生于取压点的不同,在大检修中将KWZKLLA157汽相取压点上移到与KWZKLRC91汽相位置相同的取压点后,KWZKLLA157与KWZKLRC91测量对应得非常好,解决了这一测量问题。





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