液位是废锅安全运行的最重要的参数, 其液位的准确测量显得尤为重要, 甲醇装置区废锅液位都采用了浮筒液位变送器, 在开试车阶段, 测量问题较多, 给仪表人员增加了大量的工作量, 给设备的安全运行、工艺安全操作带来诸多困难。这些问题关系到整个装置的平稳安全运行, 因此, 为了保障废锅液位的稳定准确测量, 决定对浮筒液位变送器进行改造。
本项目对甲醇转化合成装置、硫回收装置中的2台高压废锅、3台中压废锅液位共计22台浮筒液位变送器进行改造, 自2014年8月开车至2015年8月, 浮筒液位变送器经常出现指示不稳定、波动较大等现象, 甚至出现误指示, 导致装置跳车等严重后果。针对其浮筒液位变送器的故障现象, 经过分析, 认为是由于废锅内介质温度高、浮筒液位变送器表头部分电子元件易受温度影响, 且长期处于高温工作环境下, 电子元器件工作不稳定, 从而导致液位变送器出现指示不稳定、波动较大等现象。基于此, 经考察厂内外其他装置内同类设备液位仪表的选型情况, 结合其使用效果作为改造思路, 了解到周边高压废锅及锅炉汽包大多采用双式平衡容器和差压变送器的测量方式进行其液位测量, 稳定可靠, 因此选用一种更适合用于测量废锅液位的仪表来替换浮筒液位变送器。
此次废锅液位计改造共计改造了2台高压废锅, 3台中压废锅共计22台浮筒液位变送器, 主要有以下几个难点:
选用什么类型的液位计来替换原有的浮筒液位变送器, 才能保障废锅液位的稳定、准确测量。面对这一困难, 首先从身边锅炉装置、烯烃装置的废锅液位计的选型入手, 了解身边装置的废锅液位是如何测量的;其次与设计单位、设备厂家进行沟通, 了解其原始设计的初衷和理念以及后期改造的可行性。最后进行技术讨论后, 确定采用双室平衡容器和差压变送器这一方案, 在不改变废锅设备法兰连接形式的前提下, 对原有浮筒液位变送器进行替换改造[1,2]。
废锅是关键设备, 同时也是高温高压设备, 双室平衡容器的安全性和稳定性要有足够的保障。针对此情况, 与国内的双室平衡容器厂家进行沟通后, 要求生产厂家必须有压力容器生产资质, 这样可以有效地保障双支平衡容器的可靠性。
双支平衡容器要替换原有的浮筒液位变送器, 平衡容器的技术参数就显得尤其重要。为准确提出技术参数, 需要查看大量的详细设计设备、管道、仪表图纸, 确定设备管口规格等参数;同时在现场进行实际测量, 有效地保证设备技术参数的可靠性与准确性。对于双式平衡容器, 需重点考虑法兰规格、法兰间距、材质等参数, 为了避免在设备采购阶段出现偏差, 应明确其工作工艺参数。
因改造工程较大, 改造过程中需使用的材料较多, 除了需要准备主要改造设备如双室平衡容器、差压变送器以外, 同时还需要对辅材包括仪表槽盒、电缆、仪表引压管线、伴热管线 (材料) 、垫片、角钢、槽钢、膨胀螺栓等做好充足的准备[3,4,5]。选择差压变送器时, 要考虑其量程、精度、防爆类型、防护等级等技术参数, 可参照项目设计阶段设计单位提出的技术参数;其他辅材的技术参数参照设计资料施工材料清单即可。
确定好改造方案后, 在2015年大检修期间实施了现场改造。在施工中, 首先要明确改造技术方案, 落实好施工材料, 确认现场施工条件, 同施工人员做好技术交底。在双室平衡容器改造过程中, 仪表槽盒电缆、引压管线、伴热管线极其保温、变送器的安装等等都需要现场进行重新设计, 并逐一确认[6], 最后还要进行双室平衡容器的灌水调试投用工作。
在2015年8月大检修完成双支平衡容器的改造工作后, 截至目前已使用达2年时间, 在此过程中, 未发生过一起液位误指示事件。废锅液位的测量极其准确、稳定, 既减少了仪表人员频繁处理设备故障的大量重复性工作, 更重要的是保证了工艺人员的安全稳定操作和设备的安全稳定运行。
综上所述, 对废锅液位计进行改造后, 废锅液位的准确稳定测量得到了保证。浮筒液位变送器电子模块使用寿命每年更换1次, 直接节约成本3×22=66万, 更换表头每两年一次, 直接节约成本5×22/2=55万, 每年直接节约经济成本121万。液位仪表本身的问题导致甲醇装置的跳车, 其造成的经济损失是不可估量的, 因此, 在后期废锅液位的选型上, 应避免选用浮筒类液位计, 统一规定选用双室平衡容器和差压变送器的测量方式。
摘要：废锅液位是废锅安全运行的重要参数之一, 因此废锅液位的稳定及准确测量指示就显得尤为重要。甲醇装置关键废锅都设置了三取二的液位低低联锁, 并选用了浮筒液位变送器进行测量, 在开试车过程液位测量偏差大、波动大、误指示等问题, 严重地影响了装置的安全稳定运行, 甚至在试车阶段出现误指示导致装置跳车的不良后果。针对这一情况, 在了解了其他装置同类设备的仪表选型后, 决定对装置区5台废锅的22台浮筒液位计进行技术改造, 改成双室平衡容器+差压变送器的测量方式。在2015年8月大修期间完成改造, 改造完成后, 至今液位测量指示准确、稳定, 有效地保证了装置的安全平稳运行。
关键词：汽包液位,浮筒,双室平衡容器
[1] 乐嘉谦.仪表工手册[M].北京:化学工业出版社, 2004.
[2] SH/T3005-2016·石油化工自动化仪表选型设计规范[S].北京:中国石化出版社, 2016.
[3] SH/T3404-2013·石油化工钢制管法兰用紧固件[S].北京:中国石化出版社, 2014.
[4] HG/T20631-2009·钢制管法兰缠绕式垫片[S].
[5] HG/T20633-2009·钢制管法兰用金属环形垫[S].
[6] SH/T3104-2013·石油化工仪表安装设计规范[S].北京:中国石化出版社, 2014.
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