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    1. 差壓變送器

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      3051S差壓變送器ERS儀表在殼牌煤化工裝置上的應用

        來源:  作者:

      摘要: 對于殼牌煤氣化制甲醇項目,殼牌氣化爐及Lurgi低溫甲醇洗洗滌塔以及甲醇罐區部分差壓儀表及液位計需要進行準確穩定的測量,使用常規引壓方式儀表易產生的故障,引起諸多維護不便或者是成本太高,通過試用3051S ERS儀表使用效果比較好,為測量高跨度壓差提供了一條準確、穩定、有效途徑,且施工及維護更加方便、快捷。zlf壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

       
      1.概述
      在殼牌煤氣化制甲醇的化工裝置中有一些設備比較高,比如殼牌氣化爐,差壓儀表#大位置有10多米左右,甲醇儲罐10多米高液位測量、Lurgi低溫甲醇洗洗滌塔、再生塔有70多米塔內分布安裝了多層塔盤,因工藝人員操作需求,需要對其頂部與底部之間的塔盤填料進行壓差監測,從而直觀、有效的監測塔的負荷;同時也為判斷塔內塔盤工作正常與否提供依據,對生產操作人員及機械維保人員有著至關重要,不可缺失的作用。
       
      2.幾種差壓測量方法之介紹
      現舉例Lurgi低溫甲醇洗洗滌塔裝置上的主洗滌塔,氣體進入塔和出塔的高度在75米左右,測量介質為煤氣,但是氣體中會含有少量液體,差壓量程為100Kpa,由于先前受儀表測量技術等因素的制約,分別采用了以下兩種引壓測量方式,使用效果不是太好,下面逐一介紹:
      (1) 導壓管差壓變送器測量壓差
       
      shou先采用的#常用的引壓管測量方式,即常規導壓管差壓變送器測量壓差。如圖1所示,這種方法是基于△P=P(h)-P(l)的原理,故測出壓差值。這種引壓測量方法在實踐應用不是很好,主要表現在以下幾個方面:
      導壓管測量壓差示意圖
      ①安裝工作量大,且差壓變送器的安裝位置受現場的局限性比較大,我們知道測量介質為煤氣,導壓管取壓后的走向應向上布置安裝施工(見圖1所示),以保證氣體中夾帶的液體依靠其自重回到塔里,使測量值準確,因此需要差壓變送器的安裝位置必須同時高于高、低壓側取壓口位置,這樣敷設導壓管和安裝變送器產生的工作量較大。
      ②故障率高,主要體現在:
      A.由于管線太長現場振動導致導壓管上的接頭松脫引起介質外漏,導致測量不準;
      B.進入冬季后,由于伴熱保溫措施不到位致使導壓管中的氣體夾帶的部分液體還未流入塔里就在導壓管中結冰,堵塞導壓管引起測量不準,給生產工藝操作人員帶來困擾。
       
      (2) 隔膜密封式毛細管遠傳差壓變送器測量差壓
      由于常規導壓管差壓變送器測量在實際使用中安裝工作量大、變送器位置安裝受限,以及故障率高等因素,后續我們使用了隔膜密封式差壓變送器測量差壓的方案,如圖2所示,雖然這種方案避免了導壓管引壓測量差壓產生的系列問題、但在實際應用中又產生了新的問題:
      毛細管遠傳雙法蘭變送器測量差壓示意圖
      A.儀表安裝時,遠傳法蘭需要穿過精餾塔旁所涉及的樓層鋼格柵,安裝難度大,在防爆區作業,易引起火災甚至爆炸的事故隱患。
      B.我們選擇了遠傳雙法蘭毛細管差壓變送器(即:高、低壓側毛細管各長15米),安裝好后,由于毛細管填充液的重力原因將對變送器產生一個壓力,這時將要對變送器進行零點遷移,遷移后零點所對應的值為負值約為-300kpa,不難推出在量程為20Kpa時,其現場表頭顯示的工作值在-300~-280Kpa之間,而DCS畫面上顯示的值在0-20Kpa之間,這給現場巡檢人員造成一種錯覺、干擾,經常讓儀表人員處理并與其解釋,造成了不必要的工作量。
       
      C.毛細管太長導致填充液受環境溫度變化的影響較大,無形中增大了儀表的誤差和測量滯后性;普通差壓變送器的標稱精度為0.065%,毛細管遠傳差壓變送器的標稱精度為0.2%,不難看出其測量誤差將增大。
      D.儀表所在設備有一定的振動量,時有毛細管漏油的現象發生,由于毛細管較長,所涉及的空間距離較高,很難判定漏油點的部位,維護工作量較大。
       
      (3) 兩臺單法蘭壓力變送器測壓力,在DCS系統進行運算的測量方式
      這種測量方式的每臺壓力變送器需要各自一個測量回路,投資建造費較高,在加上其輸出的電流信號將隨著電纜傳輸距離的增加而衰減,導致測量誤差大大增加,因此設計時未按此方案規劃,后續改造也沒使用這一方案。
       
      3.其他測量液位儀表的局限性
      其他類型液位計示意圖
      以我們甲醇罐區為例,甲醇中間儲罐高12米左右,產品儲罐在高度18米左右,原設計安裝液位計為磁致伸縮和導波雷達液位計,從原理上說,該兩種液位計測量精度高,更準確,便于儲罐的液位顯示和計量,但是一旦液位計故障或者目前guojia#新重大危險源罐區設計要求,儲罐必設計兩個液位計,就需要更換或增加液位計。對于磁致伸縮和導波雷達液位計增加或更換,存在如下問題:
      (1)安裝難度大,如果涉及動火作業,易引發火災及爆炸隱患;
      (2)儀表測量范圍較大,儀表造價較高,不經濟。
       
      4.Emerson Rosemount 3051S+ERS測量儀表
      以上問題客觀存在,導致測量效果不勝滿意,通過與Emerson人員技術交流,得知ERS測差壓、液位的儀表。通過深入了解后得知此系列儀表可以滿足現場的工況和安裝環境等要求,于是購買幾臺試用,分別用在罐區儲罐液位測量、洗滌塔上的差壓測量以及殼牌煤氣化爐上的壓差測量,經過長時間使用,驗證發現此表工作非常穩定、性能良好且維護量極少,為生產操作提供了更加可靠的保障,得到了工藝操作人員的認可。下面就3051S+ERS儀表的應用進行詳細的闡述。
       
      Emerson Rosemount 3051S ERS是一種利用兩臺3051S壓力變送器測量差壓的方法。如圖4所示,一臺3051S測量設備頂部壓力,此表作為副表;另一臺3051S測量設備底部壓力,此表作為主表;兩表使用普通電纜連接起來,使用相應的協議進行通訊,通過通訊使兩塊表形成一個整體,再用HART475手操器設置相關參數且執行系統零點調整,由主表計算輸出兩表測量的壓差。此表的實際使用相比以上三種測量方式,其性能優勢主要表現在以下幾個方面:
      3051S ERS測量差壓示意圖
      (1)簡化了安裝過程、提高了工作效率;維護量少、備件庫存減少的同時降低了生產運營成本。(2)數字架構提高了儀表的性能,如省去了導壓管、毛細管,提高了儀表響應速度,避免了外界因素等引起的測量偏差。(3)過程參數內容更加豐富,如實時監測主表、副表所檢測到的壓力值等參數;具有過程警報功能為預見性保養提供支持,為快速排除故障提供了方便。(4)提供了一個#簡化、便捷的集成解決方案:雖然是兩臺好立的壓力變送器,但通過一根電纜和強大的軟件功能使其成為一個整體,運算顯示差壓值并輸出其所對應的電流。
       
      5.總結
      隨著自動化測量儀表技術的不斷發展和創新,作為生產現場自控專業技術人員,需結合裝置現場的實際情況,要勇于嘗試使用新產品新技術解決生產現場遇到的技術難題,逐步提高生產企業的自動化水平,為實現智能化工廠而不斷探索。

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