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关于智能差压变送器选型问题的案例

作时间:2016-09-06 10:36:09  来源:  作者:
   

[摘要] 829 项目智能变送器出现了大面积渗氢、漏油等现象,本文对上述现象进行了详细的分析,发现变送器膜盒鼓包的场合均为高温临氢环境,高温高压的蒸汽场合使得出现了氢渗透现象;膜盒贴壁,硅油严重泄漏等情况估计是因为催化剂加入时在搅拌过程中,膜片被催化剂划破而造成漏油。根据上述情况,我们采取了一些解决措施,也总结了一些经验教训,对以后智能差压变送器选型问题起到了很重要的参考作用。

        智能差压变送器是用来测量压力、液位、流量、差压等参数的一种仪器仪表,智能差压变送器现已相当普及,它的特点是精度高、可调范围大,而且调整非常方便、稳定性好。其被测介质的两种压力通入高、低两压力室,作用在δ元件即敏感元件的两侧隔离膜片上,通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。智能差压变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时,致使测量膜片产生位移,其位移量和压力差成正比,故两侧电容量就不等,通过振荡和解调环节,转换成与压力成正比的信号。做好智能差压变送器的选型及维护工作能有效保证其所在系统的连续稳定运行。829 项目是中国神华煤制油化工有限公司自筹资金,采用三畅合成油工程有限公司的专利技术成果,以神华鄂尔多斯煤制油分公司为依托,建成的1 套年产8 万吨合成油品的中性示范装置,该装置共分为油品单元(10805),脱碳单元(10803),催化预处理单元(10801) 的罐区部分,费托合成单元(10802) 中间罐区部分,合成水单元(10806),凝结水处理单元(10875),神华共投资18 亿元。该套装置目前是我国采用自有技术且流程最长的一套煤间接液化装置。对神华拓展和深化煤炭深加工工艺有着开创性的深刻意义。

        在829 项目建成第一次开车成功后,神华鄂尔多斯煤制油分公司对该套实验装置进行改造。但在检查时发现,829 项目共163 台远传膜盒智能变送器,其中80 台插入式膜盒变送器膜盒由德国WIKA 制造,其余均为日本横河原装进口,10808 单元38 台膜盒变送器为三畅成套供货,远东罗斯蒙特产品。日本横河公司远传膜盒变送器有43 台出现膜片损坏的情况,其中14 台变送器膜片鼓包严重(其中10801 单元还原反应器3台、汽包10801- D- 104 1 台、10802 单元费托合成反应器8 台、10805 单元热高分反应器2 台),其中38 台远东罗斯蒙特变送器30 台出现膜盒贴壁,硅油严重泄漏情况。智能变送器出现上述大面积渗氢、漏油等现象,在国内石化、石油装置还是很少见的。我们组织相关专家进行了认真的分析,寻找解决问题的办法。

1 案例分析
        针对43 台横河EJA 生产的膜盒变送器损坏的原因进行了认真的分析,根据本次检查的结果,发现变送器膜盒鼓包的场合均为高温临氢环境,可基本确定43 台变送器膜盒均由于产生氢渗透而损坏。氢气、蒸汽在获得足够能量时(高温、高压环境下),离解成氢原子或氢离子;氢原子或氢离子因为体积极小,会渗透或穿过变送器的金属膜片,并在穿过膜片后再形成氢分子气体,造成膜盒内压增大,使膜片外鼓或变脆,即氢渗透。氢渗透现象表现为膜片外鼓,膜片表面稍成青灰色或表面看起来完好,用手指轻弹膜片,明显感觉到膜盒中有气体的存在,随着膜盒内氢气越来越多,膜片最终将被撑破。从实际运行工况来看,10801 还原反应器H2含量高达74%,温度260℃,压力3.0Mpa;10802 费托反应器H2含量高达50%,温度260℃,压力3.0Mpa,符合氢渗透条件。其他4 台汽包液位变送器均属于高温高压蒸汽场合,符合氢渗透条件。三畅供货的38 台远东罗斯蒙特变送器30 台出现膜盒贴壁,硅油严重泄漏情况。除有3 台明显是因催化剂加入时在搅拌过程中,膜片被催化剂划破造成漏油,我们通过着色探伤可以清楚发现,其他变送器都没有明显的破坏痕迹,现在,还要通过厂家专业的破坏性实验,才能清楚原因。责任方暂不明确。

2 解决措施
        要解决问题,必须要找到问题产生的原因。为了保障829 项目9月份的顺利开车,我们采用了边找问题,边供货的方法。
        一是要求横河电机公司、远东罗斯蒙特公司,针对损坏想象特别突出的智能变送器分别做破坏性检验,两公司分别向我们提交检验报告。以便我们找到分析原因,避免今后再次发生类似问题。
        二是为了保证829 项目9 月份开车,智能变送器维修分两步走,把损坏最严重的返厂检修,能使用的重新调校后,先继续使用。待将问题弄清后,再按最终的解决办法统一处理。

        在以后智能差压变送器的选型工作中应遵循以下原则:在选型时应该考虑被测流动介质对于金属膜盒的腐蚀,膜盒材质一定需要选好,不然在使用之后很短的时间就会把外膜片给腐蚀坏,发兰被腐蚀坏之后造成人生或设备事故,因此膜盒材质的选用非常关键。差压变送器的膜盒材料有316/316L 不锈钢、普通不锈钢、钽材质、304 不锈钢等。在选型时还应考虑被测介质的温度,若温度高,比如达到200℃~400℃,就要选择高温型,否则硅油会导致汽化膨胀,使得测量不准确。选型时还要考虑装置的工作压力方面的等级,差压变送器的压力等级应该与应用场合互相符合。若从经济角度上来看,插入部分材质和外膜盒比较重要,应当选择合适,但是将法兰连接可以降低材质的要求,比如选用镀铬、碳钢等,这样的操作会节约很多的资金。被测介质的腐蚀性问题也应被考虑,但是使用介质的温度可以不考虑,这是因为普通型仪器是引压至表内,长期工作时的温度是常温,但是普通型采用的维护量会比隔离型大。首先考虑保温问题,气温在零下的时候导压管会结冰,因此变送器将无法工作甚至是损坏,这就需要增加保温箱和伴热等装置。

        站在经济角度上来讲,在选用变送器时,只要是非易结晶介质都可选择普通型变送器,且对于低压易结晶介质也可以加吹扫介质来间接测量(只要工艺允许用吹扫气或液),应用普通型变送器就是要求维护人员多进行定时检查,包括各种导压管是否泄漏、吹扫介质是否正常、保温是否良好等,只要维护好,大量使用普通型变送器一次性投资会节约很多。维护时要注意硬件维护和软维护相结合。

3 结论
        通过对此案例的分析,以及我们和供货厂家双方的努力,我们可以吸取到如下的经验教训:在今后的项目中,我们应积极组织厂家做技术深入交流,深刻了解厂家提供的产品性能;应与设计院深入交流,搞清楚所上装置的工艺条件,有针对性的做好仪表选型工作;深入开展重点厂家的培养,展开积极的考察,对我们控制下的厂家的产品做出正确的评价。智能差压变送器为生产设备的稳定运行及准确检测起到了前提保证的作用,只有掌握了智能差压变送器的正确选型及常见的故障处理,才可以在实际的应用中灵活地应用,使得智能差压变送器更好地为整个自动化的系统装置提供服务。

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