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差压变送器

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差压变送器在氯碱生产中的实用操作

作时间:2019-08-01  来源:  编辑:
   

 [摘 要] 先容了山东滨化集团股份有限企业 2 台差压变送器的切换步骤。切换过程中,容易出现的问题有:氯压机初开时氯气压力容易波动; 操作阀门多容易引起氯气压力波动; 入口阀开启后,两台变送器的入口压力不一致; 防喘振回流限位后,负荷不增加; 切换完成后,入口阀门关闭不严。分析各种问题的原因,并给出相应解决方法,还先容了切换的操作经验。通过改进,实现了透平机的稳定切换,使备用透平机切实起到备用作用,同时可以根据生产负荷的变化及下游的用氯需要,使用合适的变送器,提高装置的操作弹性。zwm压力变送器_差压变送器_液位变送器_温度变送器

 
山东滨化集团股份有限企业( 以下简称“山东滨化”) 化工分企业氯碱车间 44 万 t /a 烧碱装置分为第 1 期装置和第 2 期装置,氯气处理使用透平式差压变送器,对氯气进行压缩后输送至下游氯气用户。目前,共 3 台不同规格型号的西门子差压变送器可用于对氯气进行压缩,正常运行 2 台,1 台备用,其中第 1 期 A 透平机氯气处理能力为 13 000m3 /h,出口压力可达 1. 2 MPa。与本工序原使用的差压变送器相比,新的变送器处理能力与压缩比都
要高,使用现场 PLC 控制,系统更加稳定,同时通过通讯实现 DCS 的远程调节。2017 年,将氯气切入该变送器运行,目前该设备运行稳定。笔者针对该差压变送器切换过程中出现的问题进行了分析与总结。
 
1 工艺概况
山东滨化氯处理工序共 2 套氯气处理及压缩装置,分别对应第 1、2 期电解装置。其中第 1 期电解装置的氯气经干燥后进入第 1 期 A 差压变送器( 设计能力 13 000 m3 /h) ,经四级压缩加压至 0. 85 MPa左右送至氯气液化汽化装置进行进一步处理,然后送往下游四氯乙烯、氯丙烯、PO 装置; 第 2 期电解装置的氯气经干燥后进入第 2 期差压变送器( 设计能力8 500 m3 /h) ,经三级压缩至 0. 35 MPa 左右,送至下游 PO 装置; 同时第 1 期氯处理装置还设有 1 台四级差压变送器 B( 设计能力 9 600 m3 /h) ,其入口、出口与第 1 期 A 透平机、第 2 期透平机入口、出口均通过管线连通,若在用设备出现故障须维修,可将在用设备切至备用的 B 差压变送器,起到备用作用( 详见图 1) ; 同时,由于第 1 期 A、B 差压变送器设计能力不同,第 1、2 期差压变送器针对的下游用户不同,也可根据生产负荷的变化及下游的用氯需求,使用合适的差压变送器。
 
2 透平机切换过程( A 透平机向 B 透平机的切换)
2. 1 B 差压变送器具备切入氯气的步骤
B 差压变送器具备切入氯气前的准备工作: 启动 B 透平机并进行氯气置换。
( 1) 开启备用透平机 B 并进行空运,控制 B 透平机入口压力为 3. 0 kPa,检查确认透平机各运行参数( 轴温、震动、氯氮压差等自身联锁的参数) 在正常范围内。
( 2) B 透平机用氮气运行至系统含水质量分数低于 6 × 10 - 5 ,具备进氯气条件后开始通入部分氯气,关闭入口充氮阀,对系统进行置换。
( 3) 运行 1 h 后,在 B 透平机去废气阀处取样,分析氯气纯度。如果氯气体积分数大于 96% ,则认为氯气置换合格。
( 4) 氯气置换合格后,关闭去废气阀,关小补氯气阀( 由于密封气会损失少量氯气,还须补充少量氯气[1]) ,维持 B 透平机自回流运行。
 
2. 2 透平机由 A 透平机切至 B 透平机的切换步骤
( 1) 通知调度开始切换,调整 B 透平机入口压力与 A 透平机入口压力基本一致。
( 2) 关注 A 透平机、B 透平机入口压力,现场缓慢打开第 1 期氯处理至 B 透平机入口的阀门,使第1 期 A 透平机、B 透平机入口阀门连通。
( 3) 调节 A、B 透平机出口压力一致; 现场缓慢打开 B 透平机出口阀直至全开,调节过程中保持与DCS 的联系,DCS 注意观察 A,B 透平机系统氯气压力稳定。
( 4) 缓慢开大第 1 期 A 透平机防喘振阀限位,根据透平机入口压力关小 B 透平机防喘振阀限位。调节过程中,注意维持 2 台透平机入口及出口压力的稳定。
( 5) 当 B 透平机带负荷后,B 透平机防喘振阀关至 50% 后,解除 A 透平机的各相关联锁,投入 B透平机的相关联锁。
( 6) 当 A 透平机防喘振阀全开后,依次缓慢关闭 A 透平机进出口阀。关闭后适当降低第 1 期 A透平机入口压力,使两透平机入口出现压差,确认阀门关严。
( 7) 开 A 透平机入口充氮阀,开大透平机出口去废气阀门。A 透平机氮气置换 2 h 后停机,入口充少量氮气维持系统微正压( 10 ~ 20 kPa) 。
 
3 切换过程中出现的问题及解决措施
3. 1 氯压机初开车时氯气容易发生压力波动
差压变送器初开车时,使用氮气开车。运行稳定后,再缓慢切入氯气。氯气切入过程中,比较容易出现氯气压力波动,影响离子膜总管氯气压力的稳定[2]。
 
3. 1. 1 原因分析
差压变送器使用氮气开车,防喘振回流阀为全开状态。随着氯气的进入,氯气纯度提高,流量达到一定值后,透平机的防喘振才会逐渐关小。在防喘振阀开始关小前的这段时间,只能够通过透平机出口去废气阀门控制透平机入口压力。由于透平机出入口压力相差较多,且通过透平机出口去废气阀门控制透平机入口压力有一定的延迟性,该过程较难控制,容易造成透平机入口压力波动,影响离子膜氯气总管的压力。
 
3. 1. 2 解决措施
根据操作经验,当透平机内氯气纯度提高后,防喘振阀开始关小,出口压力升高,此时,透平机可以进入相对稳定的运行阶段。为防止防喘振阀关小前的这段时间透平机入口压力波动对系统造成影响,
引氯气管线至透平机入口,在开启透平机入口大阀前,提前向透平机内充入氯气,置换透平机系统[3]。待确认系统置换合格,氯气纯度大于 96% 后,再开始系统的切换,打开透平机入口,并入系统。将可能导致压力波动的操作在并入系统前完成,消除了对系统的影响。
 
3. 2 切换过程中需操作阀门较多,容易引起氯气压力波动
3. 2. 1 原因分析
透平机切换过程中涉及现场入口手动阀、出口手动阀、透平机导叶自控阀、防喘振回流阀,变量较多,且需要现场与 DCS 的协调与配合。一旦配合不好,操作幅度不一致,可能会造成系统压力波动。
 
3. 2. 2 解决措施
细化操作步骤,减少同时参与操作的变量数量。切换过程中,首先调整 2 台透平机入口与出口压力一致,依次缓慢将备用透平机的出口、入口阀门并入系统,使 2 台透平机并行,再通过缓慢开大备用设备的防喘振回流限位,降低在用设备的防喘振回流限位,使备用设备所带负荷逐渐升高,在用设备所带负荷逐渐降低。确认在用设备不带负荷后,再依次关闭原在用设备的出口、入口阀门。每一步只操作 1或 2 个变量,降低了多变量操作风险。
 
3. 3 入口阀开启后,两台变送器入口压力不一致
2017 年 6 月将 B 透平机切至 A 透平机时,开 A透平机入口手阀前,A、B 透平机入口压力都调至 3kPa,导叶自动控制透平机入口压力。打开 A 透平机入口手阀后,DCS 页面显示的 A 透平机入口压力比 B 透平机入口压力高 2. 5 kPa。即 A 透平机入口压力设定值为 3 kPa,实际值为 5 kPa。B 透平机入口压力设定值为 3 kPa,实际值为 2. 5 kPa。由于此时 2 台透平机导叶自控阀均在自控状态,两自控阀同时向不同的方向调整,出现了短时间的压力波动。重新调节了 A、B 透平机的入口压力设定值,将 A 入口压力设定值设为 5. 0 kPa,B 设为 2. 5 kPa 后,恢复稳定。
为避免这种情况的发生,可提前对备用透平机入口导叶控制的压力进行校准。切换时,在初开备用透平机入口手阀前,先将备用透平机入口导叶自控阀设为手动; 待入口阀开启后,观察入口压力稳定,再将入口导叶阀设为自动。设定值与压力稳定后压力值相当。
 
3. 4 切换过程中关小备用设备防喘振回流限位,其所带负荷却没有增加
在 2017 年 9 月将 A 透平机切至 B 透平机过程中,操作人员逐渐关小 B 透平机防喘振回流限位,开大 A 透平机防喘振回流阀限位。发现: 随着 B 透平机防喘振阀回流限位的开大,B 透平机入口导叶阀的开度也在同步减小。判断 B 透平机所带的负荷没有增加,仍然是 A 透平机起主要的压缩作用。对 B 透平机入口压力设定值稍作调整,使 B 透平机入口压力值略低于 A 透平机入口压力,使氯气更容易切至 B 透平机。即切换过程中可以使两透平机入口压力在基本一致的前提下,使备用设备入口的氯气压力略低于在用设备入口的氯气压力。
 
3. 5 切换完成后,入口阀门关闭不严
2017 年 5 月,由于第 2 期下游氯气用户停车检修,将第 2 期透平机切至第 1 期 B 透平机后送至氯气液化汽化。切换完成时,第 2 期透平机进出口阀已关闭,第 2 期透平机降压停车时,第 1 期 B 透平机入口压力随第 2 期透平机入口压力一同变化。对第2 期透平机入口阀进行进一步关紧处理后,降低第 2期透平机入口压力,确认第 1 期 B 透平机入口压力不受影响。因此,可在透平机切换完成,关闭待停透平机入口手阀后,把入口压力调低,使两变送器入口压力出现一定的压差,确定入口手阀关严。
 
4 结语
通过对智能差压变送器切换操作的梳理,对切换过程中可能出现及出现过的问题进行了分析与总结,实现了透平机的稳定切换,使备用透平机切实起到备用作用; 也可以根据生产负荷的变化及下游的用氯需求,使用合适的差压变送器,提高装置的操作弹性,也为同行业其他大型转动设备的平稳切换提供了可操作的经验。
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