合成氨装置KW1101E液位仪表测量问题处理分享

合成氨装置KW1101E液位仪表测量问题处理分享

故障现象:日产千吨合成氨装置中，吸收塔KW1101E的控制尤为重要。为了保证液位测量的准确性，将液位开关KWZKLLA157改为双法兰式差压液位计。取压点在原高液位报警开关及低液位报警开关的取压点上。开工初期KWZKLLA157与LRC91测量对应较好，后来随着生产平稳，两者测量偏差越来越大，最大时相差约20%之多。

由于KWZKLRC91受冲洗水压力波动及仪表维护人员本身原因影响，有时也存在测量误差。这样，由于KWZKLLA157及KWZKLRC91都有问题．给工艺生产带来了难度。操作人员无法正确判断工艺状况．因此造成了生产波动。

故障分析  利用抢修的机会，对KW1101E的测量仪表进行了检查校对，更换了KWZKLRC91、清洗了KWZKLLA157双法兰差压变送器的取压膜盒，并重新核对了KWZKLLA157与KWZKLRC91的测量范围，确保两者一致。经过调整后，KWZKLRC91与KWZKLLA157的指示值还是有偏差。但偏差是在50%以上出现，并随着测量值的增加偏差越来越大。

通过同工艺技术人员校对玻璃板液面计时发现。液位较低时仪表液位计与玻璃板液面计相差很小，液位较高时两者相差很大。实测数据见表3-1。

表3-1  KWZKLRC91与玻璃板液面计数据对照表

注：表中数据是在玻璃板液面计经常结晶．一直冲洗的情况下得到的。

通过查KW1101E的原始设备结构图了解到，KW1101E的进气位置在KWZKLRC91的46.7%位置，这样当液位在46.7%以上时，由于进气的影响玻璃板的液位不能正确反映实际的液位。

KW1101E设备结构及仪表取压位置见图3-5，图中单位是mm。

图3-5  净化设备KW1101E 设备结构机仪表取压位置

根据KW1101E设备结构及仪表取压位置(见图3-5)及工艺玻璃板液面计实测数据(见表3-1)分析，KWZKLRC91与LLA157的指示偏差实际存在。现分析如下。

(1) 由于KWZKLRC91、KWZKLLA157均采用差压法测量液位，因此，从差压法测量液位的原理上进行分析。

根据KW1101E的设备结构可知，工艺气进气分布器的位置在KWZKLRC91的46.7%位置。因此，当液位超过46.7%时，液面将超过进气分布器。由于工艺气的压力很高，因此，必然会将液体吹起，并且液位越高吹起的液体越高。这一点从玻璃板液位计测量数据表3-1中可以体现出来，因此，液体中必然存在气体部分或气泡。

设被测介质中气泡的体积为V0；被测介质(带气泡)的总测量高度H；被测介质中实际液体（不带气泡）的测量高度h；KW1101E的断面面积S；被测介质中实际液体体积为V=hS；被测介质中实际液体（设计）密度为ρ；被测介质中实际液体重量为G=Vρ

很显然：V十V0= HS

被测介质（带气泡）的密度为： ρ0=G/（V十V0）=G/（HS）

从差压变送器的测量看（不考虑迁移）：  △P=ρ0 H= [G/（HS）]H= G/S=ρV/S=ρhS/S=ρh

上式中，ρ是设计的介质密度，因此．仪表所测差压是实际液体的差压，所测的数据为实际介质平稳时所对应的高度。

(2) 从KW1101E设备结构及仪表取压位置(图3-5)中可以看出，KWZKLLA157负压取压位置在KWZKLRC91的86.7%处。因此，当设备内（带气泡）液面高度超过KWZKLRC91的86.7%处（KWZKLLA157负压位置）时，由于KWZKLLA157负乐位置以上的液体产生的压力也作用于它的负压侧，因此，KWZKLLA157差压变送器无法测量其负压侧以上的液体。同样道理，KWZKLRC91也无法测量其负压侧以上的液体高度。因此，位于KWZKLRC91负压侧与KWZKLLA157负压侧之间的液柱就成为了KWZKLRC91与KWZKLLA157测量指示值的偏差。鉴于此，KWZKLRC91的测量值是达不到最大的。经计算，最高时KWZKLLA157应比KWZKLRC91低近20%（457／2286=19.99%)。

故障处理:仪表自身方面影响测量的主要因素是仪表的冲洗水。采用以下方法解决冲洗水对测量的影响。

由于KWZKLRC91采用的是带冲洗水的差压变送器，在仪表运行期间，冲洗水一直进行冲洗，冲洗水量大小由仪表人员手动操作。因为冲洗水的工作压力在4～10 MPa之间，而差压变送器的测量范围只有28 kPa。因此，人为操作不当（冲洗水打偏），以及冲洗水压力的变化，将会影响到KWZKLRC91的正确测量。针对这种情况，在冲洗水管道上安装了恒节流孔，用以增加冲洗水流通的阻力来控制冲洗水流量．从而减少人为操作不当及冲洗水压力波动，对液化测量造成的影响。

另外，根据上述分析，确认2台仪表的偏差产生于取压点的不同，在大检修中将KWZKLLA157汽相取压点上移到与KWZKLRC91汽相位置相同的取压点后，KWZKLLA157与KWZKLRC91测量对应得非常好，解决了这一测量问题。