硝酸裝置儀表故障在線處理的探討

李翠玉，時國紅

（1.沈陽工業(yè)大學遼陽校區(qū)工程學院；2.遼陽石化分公司尼龍廠，遼寧 遼陽 111003）

硝酸裝置儀表故障在線處理的探討

李翠玉1，時國紅2

（1.沈陽工業(yè)大學遼陽校區(qū)工程學院；2.遼陽石化分公司尼龍廠，遼寧 遼陽 111003）

通過介紹硝酸裝置關鍵儀表發(fā)生異常后的處理過程，探索在保證裝置正常生產(chǎn)狀態(tài)下，查找并處理儀表故障的方法，確保化工裝置安全生產(chǎn)。

儀表；故障；處理

一、前言

硝酸的生產(chǎn)是由氣氨與空氣按照一定的混合比例，在催化劑—鉑網(wǎng)作用下反應生成NO2，NO2用水吸收生成硝酸。其中原料氣氨來自于氨蒸發(fā)器，蒸發(fā)器運行是否平穩(wěn)直接關系硝酸裝置正常運行，是硝酸裝置的關鍵設備。氨蒸發(fā)器管層為循環(huán)水、殼層為液氨。經(jīng)過換熱液氨氣化為氣氨。氣氨流量由DCS上 PICA101氨蒸發(fā)器的出口壓力分程調(diào)節(jié)回路控制，其工作原理如圖1所示。

氨蒸發(fā)器出口壓力經(jīng)PT101變送器測量后，送給DCS作為PICA101測量值。在PICA101置自動狀態(tài)時，測量值與設定值相比后，調(diào)整調(diào)節(jié)閥PV101A(進水閥)和PV101B(旁路閥)改變進入蒸發(fā)器的循環(huán)水流量，最終使蒸發(fā)器的出口壓力與PICA101的設定值一致。

二、故障分析與判斷

2013年4月，DCS操作人員發(fā)現(xiàn)PICA101指示值大幅度波動，影響氨空比參數(shù)的控制，如不立即解決將造成裝置停車。車間技術人員經(jīng)仔細分析判斷后排除了工藝因素對控制值的影響，斷定儀表有問題的可能性較大，遂聯(lián)系儀表人員進行現(xiàn)場檢查。當檢查到PV101A/ B時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場PV101A的閥門開度穩(wěn)定；而PV101B的閥門開度不定期波動。當時DCS上已將PICA101置于手動位置，且控制室操作人員未對PV101A和PV101B

調(diào)整，正常情況下PV101B也應該保持穩(wěn)定閥位。在PV101A保持穩(wěn)定的情況下，PV101B開度的變化將改變進入氨蒸發(fā)器的循環(huán)水量，影響了氨蒸發(fā)器的出口壓力。現(xiàn)場PV101B閥門開度波動引發(fā)的結果與PICA101指示值不定期波動的故障現(xiàn)象相吻合，故斷定PV101B波動引起PICA101指示值大幅度波動。對可能引起PV101B異常動作的因素進行檢查后最終認定調(diào)節(jié)閥異常動作是由于閥門定位器自身工作點不穩(wěn)定造成的。

圖1 PICA101工作原理示意圖

三、采取措施

對于智能電氣閥門定位器這種高集成度的電氣元件故障，常規(guī)的方法是更換閥門定位器并進行自動調(diào)整，調(diào)整工作需要在10min內(nèi)多次將調(diào)節(jié)閥由全開到全關這種大幅度動作來完成，但PV101B口徑為200mm，且安裝在沒有旁路的閉路循環(huán)水管線上，裝置在運行期間無法承受因更換閥門定位器帶來的生產(chǎn)波動。

雖然PV101B配套安裝了手輪，但現(xiàn)場操作存在著閥門響應慢、操作準確性低、現(xiàn)場人員工作強度大的弊病，對裝置安全平穩(wěn)生產(chǎn)存在潛在威脅。

經(jīng)研究根據(jù)PICA101工作原理，將定位器故障的PV101B保持特定開度，將分程調(diào)節(jié)回路由進水閥和旁路閥同時作用調(diào)整為只通過調(diào)節(jié)PV101A的開度，來改變進入氨蒸發(fā)器的循環(huán)水流量，從而實現(xiàn)控制目的。

PV101B是近似等百分比的流量特性，閥門標尺開度與實際開度呈對數(shù)關系。經(jīng)與工藝專業(yè)人員協(xié)商，通過手輪將閥門鎖定在64%標尺開度，控制室的操作人員調(diào)整PV101A的開度，即可實現(xiàn)工藝生產(chǎn)需要，但因為PV101B手輪是單向鎖定式，通過切斷供給調(diào)節(jié)閥的儀表風，即可實現(xiàn)閥門開度完全鎖定。閥門被鎖定后，PICA101指示值穩(wěn)定，未再發(fā)生大幅波動，問題得到解決。

四、結論

儀表設備發(fā)生異常后，一般是根據(jù)故障現(xiàn)象，歸納出全部可能造成異常的因素，按照引發(fā)因素的發(fā)生概率和工作量，由易至難依次檢查，最終發(fā)現(xiàn)問題并解決。在PICA101異常時，PV101B是重要因素，但PT101是最直接因素。本次檢查時，PV101B故障現(xiàn)象最明顯且結果與生產(chǎn)異常情況相吻合，即直接懷疑異常由此引起，但認定過程必須經(jīng)過完整模擬工藝分析。檢查初始就發(fā)現(xiàn)了問題所在，但如果PV101B故障不明顯或結果與生產(chǎn)異常情況不符，還應按照順序繼續(xù)檢查。對于故障的定位器，由于更換代價大(需裝置停車后處理)和有代替措施的實際情況，故沒有采用更換閥門定位器的常規(guī)方法。

儀表專業(yè)是裝置生產(chǎn)期間在線維修的工作特點，一些微小儀表設備的故障，可能對裝置平穩(wěn)生產(chǎn)造成巨大的影響。而其中部分故障的處理，必須按照工藝實際情況，調(diào)整檢修方案。本次故障處理，在檢查和處理兩方面，都沒有執(zhí)行完整、常規(guī)的方案，但卻以最小代價、最短的時間，最大幅度地保證了裝置平滿優(yōu)的生產(chǎn)要求。

[1] 11.66萬噸硝酸裝置可研性報告[R].中國化學工業(yè)部第二設計院，2004.

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1671-0711（2014）03-0042-02

2013-12-05)