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粗苯液位計(jì)作為液氨儲(chǔ)罐液位連鎖控制的方案說(shuō)明

發(fā)布時(shí)間:2020-05-21 09:17:12??點(diǎn)擊次數(shù):1567次

為了解決硫銨車間液氨儲(chǔ)罐液位連鎖控制液位不準(zhǔn)、不穩(wěn)定問(wèn)題,通過(guò)對(duì)粗苯液位計(jì)、差壓式液位變送器、型外測(cè)液位計(jì)種不同原理的液位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況的對(duì)比,*后采用了外測(cè)液位計(jì)測(cè)量液氨儲(chǔ)罐液位的方法,有效解決了液氨儲(chǔ)罐液位測(cè)量不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定的問(wèn)題,*終實(shí)現(xiàn)了液氨儲(chǔ)罐液位的連鎖控制,為企業(yè)提高了生產(chǎn)效率和安全管理水平。
本文概述:
某化工廠主要生產(chǎn)偶氮類分散染料濾餅,現(xiàn)有合成生產(chǎn)線11條,日產(chǎn)量30t/d,2012年始新建硫錢車間,該車間主要的生產(chǎn)原料為液氨、硫酸。液氨是一種常用的非水溶劑和制冷劑,也是除了水以外*常用的無(wú)機(jī)溶劑,但由于它的揮發(fā)性和腐蝕性,液氨在儲(chǔ)存時(shí)發(fā)生事故的幾率也相當(dāng)高。本公司對(duì)液氨的使用量平均約為60t/d,共有3只液氨儲(chǔ)罐,容積為108時(shí),高3.5m,長(zhǎng)約12m的臥式碳鋼罐體。
硫鐵車間對(duì)液氨的使用量大,進(jìn)出液頻繁。原儲(chǔ)罐上安裝的差壓式液位變送器與粗苯液位計(jì)的液位數(shù)據(jù)波動(dòng)頻繁,誤差很大,無(wú)法對(duì)于罐內(nèi)的液氨的液位進(jìn)行有效控制,存在嚴(yán)重的安全隱患,為確保液氨儲(chǔ)存、使用的安全,消除安全隱患,因此本公司在每只儲(chǔ)罐上各增設(shè)一套新型液位計(jì)。
1.現(xiàn)場(chǎng)基本工況
1.1流程與設(shè)備描述
如圖1所示,儲(chǔ)罐的液氨進(jìn)出方式為頂進(jìn)底出,先由液氨運(yùn)輸車將液氨卸人卸料池內(nèi),再?gòu)男读铣貎?nèi)將液氨打人儲(chǔ)罐內(nèi),罐高4200mm,罐內(nèi)的警戒液位定為3800mm,,通常工藝儲(chǔ)罐的外部涂有防腐漆,沒(méi)有保溫層,因此,罐內(nèi)存在液氨的氣象,為防止罐內(nèi)壓力受外界溫度影響過(guò)大,罐體周圍配有噴淋器,當(dāng)夏季高溫時(shí)打開(kāi)噴淋器降低儲(chǔ)罐內(nèi)液氨的溫度。
每只儲(chǔ)罐分別安有粗苯液位計(jì)(LIA15101B,LIA15102B,LI15103B),如圖2所示。雙法蘭式差壓液位變送器(LIA15101A、LIA15102A、LI15103A),對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)液位高度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量,如圖3所示。


1.2液位計(jì)測(cè)量描述
粗苯液位計(jì)根據(jù)浮力原理和磁性藕合作用研制而成,當(dāng)被測(cè)容器中的液位升降時(shí),液位計(jì)本體管中的磁性浮子也隨之升降,浮子內(nèi)的永久磁鋼通過(guò)磁禍合傳遞到磁翻柱指示器,驅(qū)動(dòng)紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)1800,液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色,當(dāng)液位下降時(shí)翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?,指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí)際高度,從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示i}}。兩個(gè)相鄰的指示板軸向間距離為lOmm,因此,液位指示分辨率為1lOmm。本公司所用的i1M/C/N/160(250)/SL型粗苯液位計(jì),且配有遠(yuǎn)傳液位變送器,采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4一20m:A傳至DCS上位機(jī)丁
其次,還選用羅斯蒙特3051CD2A型差壓式液位變送器與粗苯液位計(jì)進(jìn)行測(cè)量比較:差壓式液位變送器利用容器內(nèi)的液位改變時(shí),由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理而工作。將差壓變送器的一端接液相,另一端接氣相。容器上部空間為干燥氣體,其壓力為P,則
P1=P+Hρg
P=P2
由公式:
△P=P1-P2=Hρg
式中H液位高度。
ρ介質(zhì)密度。
g一重力加速度。
P1,P2分別為差壓式液位變送器正、負(fù)壓室的壓力。
通過(guò)被測(cè)液氨的已知密度,差壓式液位變送器測(cè)得的旁壓與液位高度成正比,把測(cè)量液位高度轉(zhuǎn)換為測(cè)量差壓I21
在生產(chǎn)使用中,由于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工況,罐體無(wú)保溫層,因此罐體內(nèi)的液氨受外界環(huán)境溫度影響很大。罐內(nèi)液氨存在三種物理現(xiàn)象:罐的頂部為氣相,罐底部為液相,中間部分存在氣液混合相。冬季環(huán)境溫度相對(duì)罐內(nèi)液氨的溫度影響較小,罐內(nèi)液氨的氣化狀態(tài)較小穩(wěn)定,液位也相對(duì)穩(wěn)定,而夏季的環(huán)境溫度很高,罐內(nèi)氣化現(xiàn)象明顯,壓力波動(dòng)較大,所測(cè)得的液位誤差大。粗苯液位計(jì)也出現(xiàn)同樣的問(wèn)題,罐體內(nèi)的氣液混合相增大使磁翻板的磁性浮子在2一Scm間波動(dòng)。這兩種液位計(jì)在測(cè)量過(guò)程中,受外界溫度的影響,所測(cè)液位數(shù)據(jù)誤差大。直接影響車間液氨的安全管理水平,尤其在往罐體里輸送液氨時(shí),對(duì)于液位的監(jiān)測(cè)失去了準(zhǔn)確的參考性,無(wú)法進(jìn)行聯(lián)鎖控制,給生產(chǎn)留下了嚴(yán)重的、不容忽視的安全隱患。
1.3新型物位測(cè)量?jī)x表的選用
由于差壓式液位變送器、粗苯液位計(jì)的測(cè)量失準(zhǔn)、不穩(wěn)定,為保證車間正常的工藝生產(chǎn),公司考慮增設(shè)其它液位測(cè)量?jī)x表,對(duì)新的物位測(cè)量?jī)x表選型以及應(yīng)用,必須符合以下幾點(diǎn):
1)液氨儲(chǔ)罐區(qū)為防爆區(qū)域,盡可能不動(dòng)火安裝。
2)液氨儲(chǔ)罐內(nèi)有存有液氨,置換過(guò)程慢、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。盡可能不影響車間正常生產(chǎn)。
3)液氨儲(chǔ)罐屬于三類壓力容器,改造手續(xù)復(fù)雜嚴(yán)格,盡可能不改變罐體原有結(jié)構(gòu)。
4)精度高、可以滿足連鎖要求。測(cè)量誤差不得大于:士0.5%-
通過(guò)向設(shè)計(jì)院了解.經(jīng)過(guò)慎重論證*終選擇了由西安定華電子有限公司生產(chǎn)的ELL型外測(cè)液位計(jì),如圖4所示,此類型外測(cè)液位計(jì)完全符合現(xiàn)場(chǎng)工況要求,尤其是在防爆區(qū)域禁止動(dòng)火,禁止罐體開(kāi)口、不影響生產(chǎn)的前提下可安裝測(cè)量。
2外測(cè)液位計(jì)的實(shí)際應(yīng)用
2.1生產(chǎn)應(yīng)用中的比較
經(jīng)過(guò)近一年時(shí)間的使用,以及DCS中液位歷史趨勢(shì)圖、結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)出液流量數(shù)據(jù),明顯可以判斷出外測(cè)液位計(jì)在液氨儲(chǔ)罐液位測(cè)量過(guò)程中具有高可靠性、高精度等特點(diǎn)。
如圖5所示。圖5中綠色曲線表示ELL外測(cè)液位計(jì)液位曲線,藍(lán)色曲線表示粗苯液位計(jì)液位曲線,粉色曲線表示差壓式液位變送器液位曲線,通過(guò)對(duì)液位零點(diǎn)遷移同意后,由圖4、圖5可以看出在同樣外界環(huán)境影響的的情況下12],綠色曲線相對(duì)于紫色、藍(lán)色曲線要穩(wěn)定,說(shuō)明外測(cè)液位計(jì)受外界溫度、壓力變化影響較小;紫色曲線、藍(lán)色曲線都存在較大幅度的跳變現(xiàn)象,說(shuō)明粗苯液位計(jì)和差壓式液位變送器受到外界溫度、壓力變化影響較大。
根據(jù)儲(chǔ)罐容積表可以查出已知液位高度下所對(duì)應(yīng)的容積,反之也可以通過(guò)儲(chǔ)罐容積反算出液位高度:表Z分別記錄了3種儀表的進(jìn)液數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)這五組數(shù)據(jù)的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),液氨儲(chǔ)罐進(jìn)料過(guò)程中以罐表高度為參照,差壓式液位變送器誤差*大,嚴(yán)重不符合現(xiàn)場(chǎng)工藝情況,在實(shí)際應(yīng)用中不作為實(shí)際測(cè)量液位進(jìn)行對(duì)比:.外測(cè)液位計(jì)與罐表液位數(shù)據(jù)*為接近,其測(cè)量精度獲得了車間工藝部門的認(rèn)可
2.2工藝生產(chǎn)的優(yōu)化
車間工藝生產(chǎn)中,液氨由儲(chǔ)罐內(nèi)輸送到使用反應(yīng)釜
表i相同工況下液位數(shù)據(jù)對(duì)比表
Table1Inthesamecondition,thedataofLiquidlevelcomparisontable中,這個(gè)過(guò)程由DCS遠(yuǎn)程連鎖控制,當(dāng)罐內(nèi)液位小于某一設(shè)定值時(shí),停止液氨泵(P12105A與P12105$)。在未安裝ELL外測(cè)液位計(jì)以前,此連鎖程序由粗苯液位計(jì)所測(cè)的液位為控制數(shù)值,但是,由于粗苯液位計(jì)測(cè)量的波動(dòng)頻率較大,使此連鎖控制頻出問(wèn)題,影響工藝生產(chǎn)的正常運(yùn)行,存在嚴(yán)重的生產(chǎn)安全隱患,迫使公司停止使用此控制程序,改為手動(dòng)操作輸送泵的啟停,增加操作人員工作強(qiáng)度,帶來(lái)不便。
通過(guò)對(duì)ELL外測(cè)液位計(jì)的長(zhǎng)時(shí)間使用,其測(cè)量的穩(wěn)定性、安全性以及準(zhǔn)確度得到車間領(lǐng)導(dǎo)與工藝技術(shù)人員的認(rèn)可,重新啟用上述連鎖程序Uzi,而此控制程序的液位監(jiān)測(cè)對(duì)象由原來(lái)的磁翻板液位改為外測(cè)液位計(jì)(LI15101C與LI15102C),如圖6所示。
2.3外測(cè)液位計(jì)使用效果
*先,外測(cè)液位計(jì)顯示直觀易懂,精確到以毫米為單位,尤其在DCS顯示畫(huà)面中便于讀取數(shù)據(jù),在實(shí)際應(yīng)用中,更習(xí)慣于以長(zhǎng)度單位來(lái)計(jì)量液位,如圖7所示。
其次,此外側(cè)液位計(jì)有校準(zhǔn)測(cè)量頭,校準(zhǔn)測(cè)量頭安裝于罐體側(cè)壁處,當(dāng)液位達(dá)到此校準(zhǔn)頭高度時(shí)會(huì)自動(dòng)校準(zhǔn),儀表系統(tǒng)得到一個(gè)系數(shù),通過(guò)此系數(shù)修正測(cè)量數(shù)值,減小誤差,更加減輕了公司內(nèi)儀表工的維護(hù)量,這點(diǎn)是*為特殊也是值得信任之處。
再次,外測(cè)液位計(jì)的測(cè)量穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、可靠性,消除了液氨在存儲(chǔ)與使用過(guò)程中的安全隱患;紹興市安全生產(chǎn)監(jiān)管局、紹興市特種設(shè)備管理機(jī)構(gòu)分別來(lái)本公司指導(dǎo)對(duì)于高?;ぴ系膬?chǔ)存與使用情況,在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行液位對(duì)比,都給予此外測(cè)液位計(jì)的大加贊賞,完全符合《中國(guó)化工企業(yè)液氨使用安全管理規(guī)定》中指出的“針對(duì)液氨儲(chǔ)存至少要有兩個(gè)采用不同測(cè)量原理的液位計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)物位”。
*后,有效地改善工藝生產(chǎn)控制,控制過(guò)程生產(chǎn)對(duì)液氨投人使用量,使成品硫酸錢的純度更高、更好。建立安全生產(chǎn)長(zhǎng)效機(jī)制,提高了液氨儲(chǔ)存本質(zhì)安全水平。
2.4外測(cè)液位計(jì)的推廣性
通過(guò)此液位計(jì)實(shí)際的測(cè)量應(yīng)用,儀表部門與工藝技術(shù)部考慮到液氨制冰車間,可將此類液位計(jì)進(jìn)行推廣,液氨制冰車間共分為新、老兩區(qū),車間內(nèi)分別有液氨過(guò)程使用罐與100m'液氨儲(chǔ)存罐若干套,由于這兩種罐體都采用老式液位監(jiān)測(cè)方法—連通器結(jié)霜法,每只罐體側(cè)部都配有DN10的管道,從管道結(jié)霜的高度來(lái)分析此時(shí)罐體內(nèi)液氨物位;沒(méi)有任何電子設(shè)備來(lái)測(cè)量用以進(jìn)行液位對(duì)比。為了提高公司流程自動(dòng)化控制與生產(chǎn)安全可靠性,會(huì)列人公司項(xiàng)目單內(nèi)進(jìn)行實(shí)施,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制高水平的**大型企業(yè)二
3結(jié)束語(yǔ)
本文基于實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程,通過(guò)對(duì)粗苯液位計(jì)、差壓式液位變送器、外測(cè)液位計(jì)3種不同原理的儀表使用效果進(jìn)行比較.充分證明了外測(cè)液位計(jì)相對(duì)其他兩種液位計(jì)更適合在液氨儲(chǔ)罐上使用:眾所周知,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是*高自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體現(xiàn)形式。2009年西安定華電子發(fā)明的外測(cè)液位計(jì)進(jìn)人**行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一自控安裝圖冊(cè)(標(biāo)準(zhǔn)號(hào)HGiT21581-2010),成為國(guó)內(nèi)各大化工、石化設(shè)計(jì)院在液氯、VCM、液氨、丙烯、液化石油氣等液體儲(chǔ)罐液位測(cè)量的*選儀表,也被眾多用戶認(rèn)定為在重大危險(xiǎn)源液位測(cè)量專用儀表。

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