热再生塔差压计故障分析和技术改造

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  摘要: 分析了差压计在运行过程中的故障原因;提出技术改造方案;介绍了差压的测量和计算方法。
  关键词: 热再生塔 差压计 故障原因 技术改造
  
  前言
   鹤煤煤化工甲醇装置的低温甲醇洗(05)单元采用的是德国林德公司和鲁奇公司联合开发的气体净化工艺,利用甲醇在低温高压下对酸性气体溶解度极大的优良特性,脱除原料气中的酸性气体。热再生塔(05C004)是05单元有效减少甲醇损失,促使甲醇再生的重要设备。而进、出口工艺气的压力差是检测热再生塔工作性能的重要参数。05单元试生产以来,热再生塔差压计PDT05036一直出现较大波动、无法正常运行,给工艺操作带来困难。因此,对该表进行技术改造已成必然。
  
  1、原设计方案
  原设计方案如下图所示:
   从图中可以看出,由于智能差压变送器PDT05036测量的是05C004进气管和出气管的压差。从理论上讲,测量气体压差的变送器的标高(EL+23.700)比两管道的标高(EL+4.200和EL+20.600)都高是完全可以的,可以准确测量出压差:ΔP = P+ – P- 。
  
  2、故障分析
   在生产过程中,由于进气管是从05E021(热再生塔再沸器)来的甲醇蒸气(GM);出气管是带有甲醇蒸气的酸性气体(GCL)。在差压变送器的正、负导压管内,两种气体中的甲醇蒸气就会冷却成液体,形成向下流动的、高度不固定的液柱。若设正压侧液柱高为X1米,负压侧液柱高为X2米,那么此时压差为:
   ΔP1=(P+ -ρgX1)-(P--ρgX2)
   =(P+ - P-)-ρg(X1-X2)
   = ΔP -ρg(X1-X2)
   式中: ρ 甲醇液密度
   g 重力加速度
   从式中可以看出:因为X1、X2高度不固定,所以X1- X2就不是一个定值;那么,在两管道压差ΔP稳定的情况下,变送器测得的压差ΔP1也不是一个定值,随着X1、X2的变化而出现无规律的变化,这就是该表指示出现大幅波动的原因。
  3、技术改造方案
   改造后的方案如下图所示:
   将变送器从标高(EL+23.700)处改装到地面标高(EL+1.500)处,让两侧导压管内都充满冷凝后的甲醇液,使X1、X2成为定值。从图中可以算出:
   X1 = 4.2 - 1.5 = 2.7(米) X2 = 20.6 - 1.5 = 19.1(米)
   那么,此时的压差为:
   ΔP2 =(P+ +ρgX1)-(P- +ρgX2)
   =(P+ - P-)+ρg(X1- X2
   = ΔP +ρg(X1-X2)
   = ΔP - 16.4ρg
   式中ρ、g都为定值,因此,16.4ρg也是一个固定值。对变送器零点进行迁移,迁移量为:-16.4ρg,此时ΔP2 = ΔP 。
  4、改造后的运行情况
   原设计PDT05036的测量范围为:0 — 100KPa。
   改造后测量范围是:
  下限 = 0 - 16.4ρg = 0 - 16.4×0.8×9.8 = -128.58 KPa
   上限 = 100 - 16.4ρg = 100 - 16.4×0.8×9.8= -28.58KPa
  将表的测量范围改为:-128.58 - -28.58KPa后,该表运行一直很平稳。
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