一、前言
合成氨系統冷凝塔的液位測量是非常重要的工藝參數之一,該液位控制的穩定與否,直接影響產量及系統的穩定運行。如果液位控制偏高,會使進塔氣體中氮含量增高,合成塔氨合成率下降,系統憋壓破壞熱平衡,嚴重時合成塔溫度急劇下降或跨塔,中斷生產。如果液位控制偏低,又會造成高壓氣體串人中壓容器及管線超壓出現事故。
液位控制不穩會使進塔氣體中的氨含量出現忽高忽低的現象,使氨合成反應所處的條件也不斷變化,給生產帶來很大困難。
二、問題的提出:
我公司是生產尿素的中型氮肥企業。1974年建成投產。以重油為原料,經重油氣化、中溫變換、濕法脫硫、一次脫碳、低變、二次脫碳、甲烷化、壓縮、合成等工序,生產出合成氨。再以合成氨和二氧化碳為原料,用水溶液全循環法生產出尿素。設計生產能力為年產5萬噸合成氨,8萬噸尿素。1990年我公司對原裝置進行了擴大生產能力的技術改造,能力達到l2萬噸合成氨,年。2O萬噸尿素,年.原料仍為重油。2002年,浩良河化肥分公司“油改煤”化肥工程開始啟動,先后于2004年7月、2008年l1月份建成并投料試生產。該工程采用*的德士古水煤漿加壓氣化技術,將原料由重油改為煤,新建三臺氣化爐及凈化配套生產裝置,氣化爐形成二開一備,改造完成后使企業具備合成氨、尿素:“l8—3O”生產規模。氨合成冷凝塔是在此工程擴建時上的設備,其液位測量一直采用上海一廠生產的氣動高壓浮筒,自系統投入生產以來,該液位一直控制不理想,液位控制在20%一60%之問經常出現人合成塔循環氣氨含量高,合成率下降或系統跑氣造成浪費等現象。但依浮筒的指示均在控制參數之內,是什么原因造成的呢?經反復觀察、分析,終于找到了原因。其原因如下;
一般中氮肥廠家冷凝塔的結構都是筒式結構,分上下兩部分,上部足換熱器,下部是遮板式分離器。且筒內筒外存在夾層.如圖1所示。由于遮板式分離器的阻力較大,出現了PI>P2現象。正常生產時簡內液位低于層內液位,而浮筒所測液位恰恰是夾層內的液位,由于Pl和P2在生產調節過程中不是一個恒定值,則夾層內液位和筒內
液位隨著系統的壓力變化而變化。用測得的夾層內的液位值去控制塔內液位顯然是不切合實際的。
三、系統的改造:
1、儀表的選型:一次表選內蒙古呼和浩特市四維化工儀表研究所生產的內裝式高壓液位計一臺。
二次表是廠家配套的上海中達儀表廠生產的XMZ顯示調節儀。
2、安裝方法:將原浮筒拆下,氣相出口用PN320、DNl5的法蘭盲死.利用原設備液相預留孔,在設備內沿十字花穩液板向上焊一根長1500mm,直徑25mm的不銹鋼導向管,如圖2所示,將液位計探頭從預留孔伸人設備內導向管,然后用螺紋法蘭M33×2、PN320及相應口徑的高壓透鏡墊與設備相連即可。
3、校驗方法:從排液總管接出一個三通管,并加法蘭,如圖2所示,正常生產時,在法蘭處盲死,校表時接通并從該處加水,水位的高度看玻璃液面計,樣驗一個行程后(即從O-100%)由加水處將水放掉,然后再繼續校驗,一般反復三次即可校好。
四、投用后的經濟效益:
自UYB一320高壓液位變送器投入使用后,經兩年多的運行觀察,該表指示準確,靈敏可靠,無一次假指示,全年維修率為零。但由于存在Pl和P2的壓差,迫使液位控制的比較低。于是在年度大檢修期間又對設備內遮板式分離器進行了改造,將遮板式分離器改為套簡式分離器,降低了系統阻力。在合成塔滿負荷運行時冷凝塔液位穩定控制在20%一60%之間,系統無跑氣或進塔氣體中氨含量升高現象,氦含量一般控制在3%以內,循環氣中惰性氣體含量由原來的6%一8%可提高到15%以上,從而保證了合成塔高產低耗穩定運行。經計算改造前和改造后相比較,每小時可少跑氣793.34Nm~/h,多產合成氨58-31kg/h。如果每年實際生產按330天計算,則可多產氨461.8"1"/年。
五、結束語:
UYB一320高壓液位變送器克服了浮筒液位計體積大,拆裝不方便,運行中浮子易卡,假指示,維護量大等缺點。而且還降低了消耗,提高了產量,確保了化工安全穩定運行。它不僅適合_測量氨冷凝塔的液位,在其他:[號也同樣適用。我分公司合成氨系統氮分離器、尿素系統一段分解塔、液氨緩沖槽的液位測量均采用此類變送器。只要安裝正確,大修效驗一次,平時基本上沒有維護量,而且耐高溫、耐腐蝕能力較強、價格合理,因此該變送器在合成氨系統、尿素系統的液位測量值的推廣。
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