【引言】合成氨系统氨冷凝塔的液位控制非常重要。如果液位控制偏高,会使进塔气体中氨含量增高,合成塔的氨合成率下降,系统憋压破坏热平衡,严重时合成塔温度急速下降或跨塔, 中断生产。如果液位控制偏低, 又会造成高压气体窜入中压容器管线, 造成跑气, 轻者浪费, 使合成氨减产, 重者容器管线超压, 出现事故。液位控制不稳会使进塔气体中的氨含量出现忽高忽低的现象, 使氨合成反应所处的条件也不断变化, 给生产带来很大困难。
1、问题的提出
我厂是70年代初建成的中型氮肥厂, 冷凝塔是2011年二期工程扩建时上的设备, 其液位测量一直采用气动高压浮筒, 2011年4月系统投入生产以来, 液位控制一直不理想, 经常出现入合成塔循环气氨含量高,合成率下降或系统跑气等现象。但浮筒的指示均在控制指标( 20%～ 60% 范围) 内。是什么原因造成的呢? 经工艺技术人员反复分析、观察, 终于找到了原因。具体如下。
冷凝塔为筒式结构, 分上下两部分, 上部是换热器, 下部是遮板式分离器, 且筒内筒外存在夹层, 如图1所示。由于遮板式分离器的阻力较大, 出现了P1> P2 的现象, 正常生产时筒内液位低于夹层内液位, 而浮筒所测液位恰恰是夹层内的液位, 由于P1和P2 在生产调节过程中不是一个恒定值, 因此夹层内液位和筒内液位随着系统的压力变化而变化。用夹层内的液位值去控制塔内液位显然是不切合实际的。
2 系统的改造
2. 1 仪表的选型: 一次表选江苏三畅仪表生产的电容式液位变送器(一台)。其规格参数如下:
型号 SC-700 供电电源 24 DVC
二次仪表也是选用的三畅仪表生产的显示调节仪
2. 2 安装方法: 将原浮筒拆下, 气相出口用Pg 320、Dg15法兰盲死, 利用原设备液相预留孔,在设备内沿十字花稳液板向上焊一根长1500mm, 直径25 mm的不锈钢导向管, 如图1所示,将电容式液位变送器的探头从预留孔伸入设备内导向管, 然后
用螺纹法兰M33× 2Pg 320及相应口径的透镜垫与设备相连即可。
2. 3 校验方法: 从排液总管接出一个三通管, 并加法兰。正常生产时, 在法兰处盲死, 校表时接通并从该处加水,水位的高度由玻璃液位计显示,校验一个行程后(即从0～ 100% ) , 由加水处将水放掉, 然后再继续校验, 一般反复三次即可。
3 投用后的经济效益
从2011年8月份电容式液位变送器投入使用后,经一年多的运行观察, 该表指示准确, 灵敏可靠, 无一次假指示, 全年维修率为零。但由于存在P1 和P2的压差, 迫使液位控制得比较低。1997年8月大修期间又对设备内遮板式分离器进行了改造, 将遮板式分离器改为套筒式分离器,降低了系统阻力。投油6. 8 t /h 时, 冷凝塔液位稳定控制在20% ～60%之间, 系统无跑气或进塔气体中氨含量升高现象, 循环气中惰性气体由原来6% ～ 8% 可提高到15% 以上, 从而保证了合成塔高产低耗稳定运行。经计算, 改造后每小时可少跑气793. 34 m3 ,多产合成氨58. 31 kg , 如果每年实际生产按340天计算, 则可多产氨475. 8 t /a。
4 结束语
SC-700电容式液位变送器克服了浮筒式液位变送器体积大, 拆装不方便, 运行中浮筒易卡死, 易产生假指示, 维护量大等缺点, 而且还降低了消耗, 增加了产量, 为安全稳定生产奠定了基础。
我厂合成氨系统氨分离器、尿素系统一段分解塔、液氨缓冲槽的液位测量均采用此类电容式液位变送器。只要安装正确, 大修校验一次后, 平时基本上没有什么维护量, 而且耐高温、耐腐蚀能力较强, 价格便宜, 每台约2600元左右。因此, 该变送器在合成氨系统、尿素系统的液位测量上很值得推广。
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