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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(yīng)用

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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(qū)部分差壓儀表及液位計需要進(jìn)行準(zhǔn)確穩(wěn)定的測量,使用常規(guī)引壓方式儀表易產(chǎn)生的故障,引起諸多維護(hù)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(zhǔn)確、穩(wěn)定、有效途徑,且施工及維護(hù)更加方便、快捷。VAu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(shè)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(nèi)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(jìn)行壓差監(jiān)測,從而直觀、有效的監(jiān)測塔的負(fù)荷;同時也為判斷塔內(nèi)塔盤工作正常與否提供依據(jù),對生產(chǎn)操作人員及機(jī)械維保人員有著至關(guān)重要,不可缺失的作用。
 
2.幾種差壓測量方法之介紹
現(xiàn)舉例Lurgi低溫甲醇洗洗滌塔裝置上的主洗滌塔,氣體進(jìn)入塔和出塔的高度在75米左右,測量介質(zhì)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(shù)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(dǎo)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(guī)導(dǎo)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(yīng)用不是很好,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
導(dǎo)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(xiàn)場的局限性比較大,我們知道測量介質(zhì)為煤氣,導(dǎo)壓管取壓后的走向應(yīng)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(zhǔn)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(cè)取壓口位置,這樣敷設(shè)導(dǎo)壓管和安裝變送器產(chǎn)生的工作量較大。
②故障率高,主要體現(xiàn)在:
A.由于管線太長現(xiàn)場振動導(dǎo)致導(dǎo)壓管上的接頭松脫引起介質(zhì)外漏,導(dǎo)致測量不準(zhǔn);
B.進(jìn)入冬季后,由于伴熱保溫措施不到位致使導(dǎo)壓管中的氣體夾帶的部分液體還未流入塔里就在導(dǎo)壓管中結(jié)冰,堵塞導(dǎo)壓管引起測量不準(zhǔn),給生產(chǎn)工藝操作人員帶來困擾。
 
(2) 隔膜密封式毛細(xì)管遠(yuǎn)傳差壓變送器測量差壓
由于常規(guī)導(dǎo)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(xù)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(dǎo)壓管引壓測量差壓產(chǎn)生的系列問題、但在實際應(yīng)用中又產(chǎn)生了新的問題:
毛細(xì)管遠(yuǎn)傳雙法蘭變送器測量差壓示意圖
A.儀表安裝時,遠(yuǎn)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(qū)作業(yè),易引起火災(zāi)甚至爆炸的事故隱患。
B.我們選擇了遠(yuǎn)傳雙法蘭毛細(xì)管差壓變送器(即:高、低壓側(cè)毛細(xì)管各長15米),安裝好后,由于毛細(xì)管填充液的重力原因?qū)ψ兯推鳟a(chǎn)生一個壓力,這時將要對變送器進(jìn)行零點(diǎn)遷移,遷移后零點(diǎn)所對應(yīng)的值為負(fù)值約為-300kpa,不難推出在量程為20Kpa時,其現(xiàn)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(xiàn)場巡檢人員造成一種錯覺、干擾,經(jīng)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(xì)管太長導(dǎo)致填充液受環(huán)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(biāo)稱精度為0.065%,毛細(xì)管遠(yuǎn)傳差壓變送器的標(biāo)稱精度為0.2%,不難看出其測量誤差將增大。
D.儀表所在設(shè)備有一定的振動量,時有毛細(xì)管漏油的現(xiàn)象發(fā)生,由于毛細(xì)管較長,所涉及的空間距離較高,很難判定漏油點(diǎn)的部位,維護(hù)工作量較大。
 
(3) 兩臺單法蘭壓力變送器測壓力,在DCS系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)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(fèi)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(dǎo)致測量誤差大大增加,因此設(shè)計時未按此方案規(guī)劃,后續(xù)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(qū)為例,甲醇中間儲罐高12米左右,產(chǎn)品儲罐在高度18米左右,原設(shè)計安裝液位計為磁致伸縮和導(dǎo)波雷達(dá)液位計,從原理上說,該兩種液位計測量精度高,更準(zhǔn)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(qū)設(shè)計要求,儲罐必設(shè)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(dǎo)波雷達(dá)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(yè),易引發(fā)火災(zāi)及爆炸隱患;
(2)儀表測量范圍較大,儀表造價較高,不經(jīng)濟(jì)。
 
4.Emerson Rosemount 3051S+ERS測量儀表
以上問題客觀存在,導(dǎo)致測量效果不勝滿意,通過與Emerson人員技術(shù)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(xiàn)場的工況和安裝環(huán)境等要求,于是購買幾臺試用,分別用在罐區(qū)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(jīng)過長時間使用,驗證發(fā)現(xiàn)此表工作非常穩(wěn)定、性能良好且維護(hù)量極少,為生產(chǎn)操作提供了更加可靠的保障,得到了工藝操作人員的認(rèn)可。下面就3051S+ERS儀表的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)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(shè)備頂部壓力,此表作為副表;另一臺3051S測量設(shè)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(yīng)的協(xié)議進(jìn)行通訊,通過通訊使兩塊表形成一個整體,再用HART475手操器設(shè)置相關(guān)參數(shù)且執(zhí)行系統(tǒng)零點(diǎn)調(diào)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(yōu)勢主要表現(xiàn)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(hù)量少、備件庫存減少的同時降低了生產(chǎn)運(yùn)營成本。(2)數(shù)字架構(gòu)提高了儀表的性能,如省去了導(dǎo)壓管、毛細(xì)管,提高了儀表響應(yīng)速度,避免了外界因素等引起的測量偏差。(3)過程參數(shù)內(nèi)容更加豐富,如實時監(jiān)測主表、副表所檢測到的壓力值等參數(shù);具有過程警報功能為預(yù)見性保養(yǎng)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(qiáng)大的軟件功能使其成為一個整體,運(yùn)算顯示差壓值并輸出其所對應(yīng)的電流。
 
5.總結(jié)
隨著自動化測量儀表技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,作為生產(chǎn)現(xiàn)場自控專業(yè)技術(shù)人員,需結(jié)合裝置現(xiàn)場的實際情況,要勇于嘗試使用新產(chǎn)品新技術(shù)解決生產(chǎn)現(xiàn)場遇到的技術(shù)難題,逐步提高生產(chǎn)企業(yè)的自動化水平,為實現(xiàn)智能化工廠而不斷探索。

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