磁性浮子液位計(jì)滿負(fù)荷運(yùn)行存在的問題及對(duì)策探究
返回列表發(fā)布日期：2019-11-05 17:04:03 |
摘要：一般磁性浮子液位計(jì)在超越負(fù)荷的工作情況較多。因?yàn)椴考⑵嵝?、轉(zhuǎn)化率等環(huán)節(jié)的影響，導(dǎo)致系統(tǒng)的技術(shù)操作條件容易惡化，該磁性浮子液位計(jì)很不牢固，只可以維持運(yùn)行，從而加大了裝置的蒸汽消耗和氨消耗。文章結(jié)合實(shí)際情況，針對(duì)滿負(fù)荷運(yùn)行的問題進(jìn)行了探討，并提出了解決對(duì)策，以期實(shí)現(xiàn)操作的優(yōu)化，提升轉(zhuǎn)化率與汽提效果。
引言
青海云天化國際化肥有限公司是一家年產(chǎn)氨40 萬噸、尿素60 萬噸的大規(guī)?；噬a(chǎn)公司。磁性浮子液位計(jì)運(yùn)用的是斯塔米卡邦二氧化碳汽提制造技術(shù)。從2009 年11 月開始生產(chǎn)以后，已制造了370 多萬噸尿素。從2018 年10 月以來，裝置始終在高負(fù)載或者超過負(fù)載進(jìn)行工作。然而，在一段內(nèi)，因?yàn)椴粩嘭?fù)載達(dá)到滿負(fù)載的115%，裝置經(jīng)歷了多次大的變化。為了防患于未然，對(duì)造成變化的原因開展了認(rèn)真分析，歸納了經(jīng)驗(yàn)，給穩(wěn)定制造提供了安全的保證。
1 某磁性浮子液位計(jì)滿負(fù)荷運(yùn)行情況
2018 年10 月至2019 年3 月滿負(fù)載工作期間，主要出現(xiàn)的問題如下所述。
1.1 合成塔CO2轉(zhuǎn)化率下降
塔內(nèi)CO2 轉(zhuǎn)化率減少，加大了裝置的分解和回收負(fù)載。當(dāng)裝置負(fù)載增加到115％，因?yàn)椴牧显谘b置塔內(nèi)留滯時(shí)間縮短，若氨碳比和水碳比不匹配，CO2 轉(zhuǎn)換率將大幅下降，大幅度加大了裝置負(fù)荷，讓系統(tǒng)不能正常工作。
1.2 低壓回收不能正常工作
回收負(fù)載被移除并向后移動(dòng)，這讓低壓回收不能正常工作。因?yàn)榇纸饣厥詹牧系脑黾樱c之CO2 轉(zhuǎn)換的降低，分解回收的負(fù)載進(jìn)一步增加，造成后系統(tǒng)分解熱量無法提高，從而將分解回收的負(fù)載轉(zhuǎn)移到低壓，更加加大了低壓裝置的回收負(fù)載[1]。此外，蒸汽消耗過高，出現(xiàn)低壓蒸汽放空的問題，導(dǎo)致資源存在浪費(fèi)的情況，也提高了裝置的能耗。
1.3 設(shè)備與管道腐蝕問題
在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，將系統(tǒng)加空氣的量設(shè)置的低于可接受的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的空氣含量不夠，使得鈍化膜被破壞，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備與管道腐蝕。
2 磁性浮子液位計(jì)滿負(fù)荷運(yùn)行問題的原因分析
2.1 氨耗高
(1) 高負(fù)載工作時(shí)，因?yàn)榈蛪貉b置部件和高壓氨基甲酸銨泵本身存在問題，讓泵檢效果差，現(xiàn)場(chǎng)解決時(shí)間有些長，為預(yù)防回流溶液的濃度比較高導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)晶淤堵和低壓裝置運(yùn)行情況惡化，導(dǎo)致氨消耗加大。
(2) 因?yàn)檠b置過載工作，合成裝置中的防腐空氣量加大，導(dǎo)致合成裝置和4bar 吸收塔的廢氣排放加大。因?yàn)榇嬖谥栊詺怏w，引起CO2 的轉(zhuǎn)換降低。若該裝置以115% 負(fù)荷工作，其自身物料在塔中的留滯時(shí)間減少，這影響了CO2 的轉(zhuǎn)換。此外，CO2的低純度導(dǎo)致高壓裝置中惰性氣體含量的加大。惰性氣體填充了反應(yīng)器的一些空間。在恒定運(yùn)行不變的條件下，惰性氣體的壓力加大，對(duì)應(yīng)地NH3 的分壓降低，導(dǎo)致CO2 降低轉(zhuǎn)化率。
(3) 考慮到機(jī)組的具體工作情況，并為了不影響低壓裝置超壓引起的蒸發(fā)裝置真空度，把常壓吸收塔里面的放空線路的管徑從原設(shè)計(jì)的DN50 變成DN100，加大了常壓吸收塔的廢氣放空量和氨消耗量。
2.2 系統(tǒng)內(nèi)加氧量不足
由于CO2 氣提法的汽提塔內(nèi)工作環(huán)境較差，物料在其中一般只停留較短的實(shí)踐。所以，一旦鈍化膜出現(xiàn)腐蝕問題，也很難進(jìn)行修復(fù)工作，導(dǎo)致系統(tǒng)停產(chǎn)。所以說，CO2 氣提法需要高標(biāo)準(zhǔn)管控系統(tǒng)的加氧量。
2.3 低壓及后系統(tǒng)工況分析
(1) 因?yàn)榈蛪簹庀喙艿纼H有一根伴熱管，造成伴熱效果不好，低壓氣相管道往往產(chǎn)生結(jié)晶和低壓超壓。
(2) 低壓氨基甲酸銨冷卻器液體位置設(shè)計(jì)指標(biāo)大約是為50%。因?yàn)榈蛪貉b置組成異常，低壓液體位置管理比較高，導(dǎo)致氣相液體夾帶非常嚴(yán)重，且氣相管道保溫裝置沒有符合規(guī)定要求，導(dǎo)致氣相氨基甲酸銨液體夾帶結(jié)晶堵住管線。
(3) 通過進(jìn)行同類型設(shè)備的比較，低壓調(diào)溫水裝置板式換熱器的設(shè)計(jì)換熱為124m2 的面積，而我廠板式換熱器的換熱僅為8m2 的面積，因?yàn)樗膿Q熱面積不合格，無法把熱量從低壓系統(tǒng)中帶走，低壓系統(tǒng)無法充分吸收氨與二氧化碳，造成低壓超壓。
3 磁性浮子液位計(jì)滿負(fù)荷運(yùn)行的改進(jìn)對(duì)策
3.1 氨含量高采取的措施
(1) 改革操作，管理添加到裝置中的防腐空氣量，加大二氧化碳裝置中含氧量分解的次數(shù)，并將含氧量控制在技術(shù)范圍內(nèi)。降低高壓洗滌部件排氣閥的開啟程度，降低氨損耗[2]。
(2) 系統(tǒng)工作時(shí)，禁止把解吸轉(zhuǎn)換到煙囪。低壓甲基銨冷凝部件液位槽的成分分析從2h 取樣一次改成1h 取樣一次。當(dāng)這個(gè)部件的成分出現(xiàn)改變的時(shí)候，應(yīng)該及時(shí)開展調(diào)整。
(3) 加大低壓運(yùn)行。當(dāng)?shù)蛪貉b置超壓時(shí)，就必須即刻查明原委。一定不能把低壓排氣直接放入排氣筒里。
(4) 在4bar 吸收塔進(jìn)料泵規(guī)格不變之前，采用兩個(gè)泵工作模式，管理它在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的吸收能力，以確保惰性氣體中附帶著的氨可以被吸收，同時(shí)降低氨排空能力，降低每噸尿素的氨消耗。
3.2 汽提塔溫度調(diào)節(jié)
(1) 逐漸關(guān)閉汽提塔出口調(diào)節(jié)閥LIC2202，以緩慢增加汽提塔液位。
(2) 當(dāng)汽提塔液體位置上升、以及它的出口溫度出現(xiàn)下降情況時(shí)，將高壓蒸汽管道的壓力調(diào)整到1.9MPa。
(3) 當(dāng)汽提塔頂端的溫度TI2211 不斷降低，接近或與合成塔出來的液體溫度TI2209 相同時(shí)( 這個(gè)時(shí)候的溫度約為186℃)，這說明汽提塔蓄液冷卻程序環(huán)節(jié)完成。
(4) 結(jié)合調(diào)度與合成環(huán)節(jié)，不斷打開汽提塔底部出口調(diào)整開關(guān)LIC2202 開展排放，而每一次開關(guān)開的程度不得大于2%是最好，以預(yù)防常壓吸收塔因排放太快而充滿液體也可能過載，確保后系統(tǒng)安全工作[3]。并且，還預(yù)防了因部件波動(dòng)過大而導(dǎo)致的PI2201 氣蝕和機(jī)器密封損壞等安全事故的出現(xiàn)。
(5) 控制生產(chǎn)負(fù)荷，盡可能避免滿負(fù)荷運(yùn)行的情況，將其設(shè)定在70% 至110% 之間。避免由于滿負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致傳熱效率低，進(jìn)而產(chǎn)品品質(zhì)。也不要讓負(fù)荷太低，避免合成液在汽提塔上的液位不符合要求，使得局部氣提管過熱，導(dǎo)致腐蝕情況的加劇。
3.3 優(yōu)化水解解析操作
氨罐里濃度過高，水解塔的溫度就達(dá)不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)運(yùn)用下面的辦法。
(1) 確保第一段和第二段之間的蒸發(fā)壓力差大于35kPa，加大二次分配裝置里第一段和第二段中尿素溶液的流速，并最小化讓尿素溶液在蒸發(fā)分離器第一段和第二段中的積聚，從而防止第一段和第二段蒸發(fā)時(shí)帶走液體。
(2) 強(qiáng)化對(duì)具體工作者開展培訓(xùn)，確立氨泵換向辦法。泵反轉(zhuǎn)過程中，嚴(yán)禁引起氨泵進(jìn)口安全開關(guān)超壓。一旦發(fā)生超壓現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)工作事故辦法進(jìn)行解決[4]。當(dāng)安全開關(guān)跳起后未返回閥座時(shí)，將在有機(jī)會(huì)停止時(shí)及時(shí)檢查安全閥，并設(shè)計(jì)在2019年大維修的時(shí)候在這個(gè)安全開關(guān)前添加一個(gè)斷開開關(guān)。當(dāng)安全開關(guān)跳起后回不到閥座時(shí)，可以及時(shí)檢修。
(3) 強(qiáng)化監(jiān)控氨罐的濃度。當(dāng)氨濃度和尿素濃度過高時(shí)，要馬上查明原因。
4 結(jié)語
總之，分析了磁性浮子液位計(jì)滿負(fù)荷工作中存在的問題，找出制約尿素高負(fù)載運(yùn)行的關(guān)鍵，并提出相應(yīng)的解決方案，達(dá)到尿素系統(tǒng)長時(shí)間滿負(fù)載生產(chǎn)，達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
引言
青海云天化國際化肥有限公司是一家年產(chǎn)氨40 萬噸、尿素60 萬噸的大規(guī)?；噬a(chǎn)公司。磁性浮子液位計(jì)運(yùn)用的是斯塔米卡邦二氧化碳汽提制造技術(shù)。從2009 年11 月開始生產(chǎn)以后，已制造了370 多萬噸尿素。從2018 年10 月以來，裝置始終在高負(fù)載或者超過負(fù)載進(jìn)行工作。然而，在一段內(nèi)，因?yàn)椴粩嘭?fù)載達(dá)到滿負(fù)載的115%，裝置經(jīng)歷了多次大的變化。為了防患于未然，對(duì)造成變化的原因開展了認(rèn)真分析，歸納了經(jīng)驗(yàn)，給穩(wěn)定制造提供了安全的保證。
1 某磁性浮子液位計(jì)滿負(fù)荷運(yùn)行情況
2018 年10 月至2019 年3 月滿負(fù)載工作期間，主要出現(xiàn)的問題如下所述。
1.1 合成塔CO2轉(zhuǎn)化率下降
塔內(nèi)CO2 轉(zhuǎn)化率減少，加大了裝置的分解和回收負(fù)載。當(dāng)裝置負(fù)載增加到115％，因?yàn)椴牧显谘b置塔內(nèi)留滯時(shí)間縮短，若氨碳比和水碳比不匹配，CO2 轉(zhuǎn)換率將大幅下降，大幅度加大了裝置負(fù)荷，讓系統(tǒng)不能正常工作。
1.2 低壓回收不能正常工作
回收負(fù)載被移除并向后移動(dòng)，這讓低壓回收不能正常工作。因?yàn)榇纸饣厥詹牧系脑黾樱c之CO2 轉(zhuǎn)換的降低，分解回收的負(fù)載進(jìn)一步增加，造成后系統(tǒng)分解熱量無法提高，從而將分解回收的負(fù)載轉(zhuǎn)移到低壓，更加加大了低壓裝置的回收負(fù)載[1]。此外，蒸汽消耗過高，出現(xiàn)低壓蒸汽放空的問題，導(dǎo)致資源存在浪費(fèi)的情況，也提高了裝置的能耗。
1.3 設(shè)備與管道腐蝕問題
在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，將系統(tǒng)加空氣的量設(shè)置的低于可接受的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的空氣含量不夠，使得鈍化膜被破壞，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備與管道腐蝕。
2 磁性浮子液位計(jì)滿負(fù)荷運(yùn)行問題的原因分析
2.1 氨耗高
(1) 高負(fù)載工作時(shí)，因?yàn)榈蛪貉b置部件和高壓氨基甲酸銨泵本身存在問題，讓泵檢效果差，現(xiàn)場(chǎng)解決時(shí)間有些長，為預(yù)防回流溶液的濃度比較高導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)晶淤堵和低壓裝置運(yùn)行情況惡化，導(dǎo)致氨消耗加大。
(2) 因?yàn)檠b置過載工作，合成裝置中的防腐空氣量加大，導(dǎo)致合成裝置和4bar 吸收塔的廢氣排放加大。因?yàn)榇嬖谥栊詺怏w，引起CO2 的轉(zhuǎn)換降低。若該裝置以115% 負(fù)荷工作，其自身物料在塔中的留滯時(shí)間減少，這影響了CO2 的轉(zhuǎn)換。此外，CO2的低純度導(dǎo)致高壓裝置中惰性氣體含量的加大。惰性氣體填充了反應(yīng)器的一些空間。在恒定運(yùn)行不變的條件下，惰性氣體的壓力加大，對(duì)應(yīng)地NH3 的分壓降低，導(dǎo)致CO2 降低轉(zhuǎn)化率。
(3) 考慮到機(jī)組的具體工作情況，并為了不影響低壓裝置超壓引起的蒸發(fā)裝置真空度，把常壓吸收塔里面的放空線路的管徑從原設(shè)計(jì)的DN50 變成DN100，加大了常壓吸收塔的廢氣放空量和氨消耗量。
2.2 系統(tǒng)內(nèi)加氧量不足
由于CO2 氣提法的汽提塔內(nèi)工作環(huán)境較差，物料在其中一般只停留較短的實(shí)踐。所以，一旦鈍化膜出現(xiàn)腐蝕問題，也很難進(jìn)行修復(fù)工作，導(dǎo)致系統(tǒng)停產(chǎn)。所以說，CO2 氣提法需要高標(biāo)準(zhǔn)管控系統(tǒng)的加氧量。
2.3 低壓及后系統(tǒng)工況分析
(1) 因?yàn)榈蛪簹庀喙艿纼H有一根伴熱管，造成伴熱效果不好，低壓氣相管道往往產(chǎn)生結(jié)晶和低壓超壓。
(2) 低壓氨基甲酸銨冷卻器液體位置設(shè)計(jì)指標(biāo)大約是為50%。因?yàn)榈蛪貉b置組成異常，低壓液體位置管理比較高，導(dǎo)致氣相液體夾帶非常嚴(yán)重，且氣相管道保溫裝置沒有符合規(guī)定要求，導(dǎo)致氣相氨基甲酸銨液體夾帶結(jié)晶堵住管線。
(3) 通過進(jìn)行同類型設(shè)備的比較，低壓調(diào)溫水裝置板式換熱器的設(shè)計(jì)換熱為124m2 的面積，而我廠板式換熱器的換熱僅為8m2 的面積，因?yàn)樗膿Q熱面積不合格，無法把熱量從低壓系統(tǒng)中帶走，低壓系統(tǒng)無法充分吸收氨與二氧化碳，造成低壓超壓。
3 磁性浮子液位計(jì)滿負(fù)荷運(yùn)行的改進(jìn)對(duì)策
3.1 氨含量高采取的措施
(1) 改革操作，管理添加到裝置中的防腐空氣量，加大二氧化碳裝置中含氧量分解的次數(shù)，并將含氧量控制在技術(shù)范圍內(nèi)。降低高壓洗滌部件排氣閥的開啟程度，降低氨損耗[2]。
(2) 系統(tǒng)工作時(shí)，禁止把解吸轉(zhuǎn)換到煙囪。低壓甲基銨冷凝部件液位槽的成分分析從2h 取樣一次改成1h 取樣一次。當(dāng)這個(gè)部件的成分出現(xiàn)改變的時(shí)候，應(yīng)該及時(shí)開展調(diào)整。
(3) 加大低壓運(yùn)行。當(dāng)?shù)蛪貉b置超壓時(shí)，就必須即刻查明原委。一定不能把低壓排氣直接放入排氣筒里。
(4) 在4bar 吸收塔進(jìn)料泵規(guī)格不變之前，采用兩個(gè)泵工作模式，管理它在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的吸收能力，以確保惰性氣體中附帶著的氨可以被吸收，同時(shí)降低氨排空能力，降低每噸尿素的氨消耗。
3.2 汽提塔溫度調(diào)節(jié)
(1) 逐漸關(guān)閉汽提塔出口調(diào)節(jié)閥LIC2202，以緩慢增加汽提塔液位。
(2) 當(dāng)汽提塔液體位置上升、以及它的出口溫度出現(xiàn)下降情況時(shí)，將高壓蒸汽管道的壓力調(diào)整到1.9MPa。
(3) 當(dāng)汽提塔頂端的溫度TI2211 不斷降低，接近或與合成塔出來的液體溫度TI2209 相同時(shí)( 這個(gè)時(shí)候的溫度約為186℃)，這說明汽提塔蓄液冷卻程序環(huán)節(jié)完成。
(4) 結(jié)合調(diào)度與合成環(huán)節(jié)，不斷打開汽提塔底部出口調(diào)整開關(guān)LIC2202 開展排放，而每一次開關(guān)開的程度不得大于2%是最好，以預(yù)防常壓吸收塔因排放太快而充滿液體也可能過載，確保后系統(tǒng)安全工作[3]。并且，還預(yù)防了因部件波動(dòng)過大而導(dǎo)致的PI2201 氣蝕和機(jī)器密封損壞等安全事故的出現(xiàn)。
(5) 控制生產(chǎn)負(fù)荷，盡可能避免滿負(fù)荷運(yùn)行的情況，將其設(shè)定在70% 至110% 之間。避免由于滿負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致傳熱效率低，進(jìn)而產(chǎn)品品質(zhì)。也不要讓負(fù)荷太低，避免合成液在汽提塔上的液位不符合要求，使得局部氣提管過熱，導(dǎo)致腐蝕情況的加劇。
3.3 優(yōu)化水解解析操作
氨罐里濃度過高，水解塔的溫度就達(dá)不到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)運(yùn)用下面的辦法。
(1) 確保第一段和第二段之間的蒸發(fā)壓力差大于35kPa，加大二次分配裝置里第一段和第二段中尿素溶液的流速，并最小化讓尿素溶液在蒸發(fā)分離器第一段和第二段中的積聚，從而防止第一段和第二段蒸發(fā)時(shí)帶走液體。
(2) 強(qiáng)化對(duì)具體工作者開展培訓(xùn)，確立氨泵換向辦法。泵反轉(zhuǎn)過程中，嚴(yán)禁引起氨泵進(jìn)口安全開關(guān)超壓。一旦發(fā)生超壓現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)工作事故辦法進(jìn)行解決[4]。當(dāng)安全開關(guān)跳起后未返回閥座時(shí)，將在有機(jī)會(huì)停止時(shí)及時(shí)檢查安全閥，并設(shè)計(jì)在2019年大維修的時(shí)候在這個(gè)安全開關(guān)前添加一個(gè)斷開開關(guān)。當(dāng)安全開關(guān)跳起后回不到閥座時(shí)，可以及時(shí)檢修。
(3) 強(qiáng)化監(jiān)控氨罐的濃度。當(dāng)氨濃度和尿素濃度過高時(shí)，要馬上查明原因。
4 結(jié)語
總之，分析了磁性浮子液位計(jì)滿負(fù)荷工作中存在的問題，找出制約尿素高負(fù)載運(yùn)行的關(guān)鍵，并提出相應(yīng)的解決方案，達(dá)到尿素系統(tǒng)長時(shí)間滿負(fù)載生產(chǎn)，達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
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