焦化加熱爐進料流量測量偏差原因分析

王福兵 王少勇

(中海煉化惠州煉化分公司，廣東 惠州 516086)

中海煉化惠州煉化分公司4.2Mt/a延遲焦化裝置采用兩爐四塔工藝，引進美國Foster Wheeler公司的工藝包，每個加熱爐共有6路減渣進料，采用楔式流量計測量各路進料的流量。由于每路進料流量都參與加熱爐聯鎖，為防止單個流量變送器故障假指示觸發加熱爐聯鎖，每個楔式流量計引壓法蘭處加接三通管連接了3個Rosemount雙法蘭差壓變送器，每路進料共有3個流量測量值，3個測量值同時引入裝置的安全儀表系統(SIS)，構成流量低低三取二聯鎖，只有任意兩個流量測量同時達到聯鎖值時才觸發加熱爐聯鎖停車。

加熱爐進料流量是工藝生產的關鍵監控參數之一，在裝置長周期運行過程中，發現其中一路進料流量FI08001A/B/C的指示有2t左右的偏差，有時偏差甚至高達4t。工藝專業認為FI08001A/B/C的流量測量偏差較大，希望能夠控制在0.5t以內。為此，公司組織技術力量，對該問題進行分析處理。

1 原因分析①

現場常規儀表故障的處理思路：首先檢查現場儀表接線是否正常、儀表引壓管是否泄漏或堵塞、變送器是否進水、傳感器安裝位置是否正確合理等；其次檢查變送器運行參數的設置，主要核實變送器量程、遷移量、波特率、門檻值、介電系數及流量系數等；然后檢查儀表設備自身是否有報警或故障，主要檢查變送器是否報警、傳感器是否有磨損老化、儀表電纜是否老化或屏蔽接地不好導致信號傳輸失真、DCS/PLC輸入/輸出卡件、安全柵及繼電器是否有故障等；最后核實工藝生產或設備運行是否存在異常波動，主要確認在工藝生產或設備運行異常時對現場儀表是否造成沖擊，導致測量不準或故障，同時還需核實儀表設計選型工況與實際運行工況是否偏差較大導致測量不準或故障。

參照常規儀表故障處理方法，與儀表維護人員溝通關于該表的檢查過程后首先排除儀表接線、電纜屏蔽、DCS/SIS系統卡件和儀表自身故障原因；其次在DCS中查看FI08001A/B/C 3臺流量計最近一個月的歷史趨勢后發現這3臺表的測量指示偏差一直存在，偏差大小也基本穩定。再查看工藝流程圖，發現影響該路進料流量波動的工藝因素主要有爐管進料壓力和爐管注水流量，分別查看進料壓力和注水流量的歷史趨勢沒有發現大的波動，同時儀表維護人員現場確認進料流量調節閥工作穩定無故障，故基本判斷FI08001A/B/C 3臺儀表指示偏差不是工藝生產波動造成的。查看流量計的現場伴熱時發現蒸汽疏水閥偶爾不通，將伴熱蒸汽線在疏水閥前直接放空排凝后FI08001A/B/C的指示偏差有減小趨勢，但仍然有1.5t左右的偏差；最后核實楔式流量計的設計規格書和廠家選型計算書，發現設計工況和實際工況基本一致，排除了儀表選型不當造成測量偏差的因素，且雙法蘭差壓變送器已經拆下檢查校驗過，也基本排除變送器零點漂移的問題。

在近期的焦化裝置臨時停工檢修過程中，拆開Rosemount雙法蘭差壓變送器法蘭面檢查三通引壓短接結焦情況，引壓短接處有部分軟焦，但沒有完全堵塞三通管導致引壓不暢，用高壓水槍將引壓三通內的軟焦徹底清除干凈并排盡管內存水，再重新回裝雙法蘭變送器后發現現場變送器沒有回零，分析原因，應該是現場工藝管線不水平導致變送器正/負壓法蘭面的初始安裝位置不在同一水平線上。Rosemount雙法蘭差壓變送器的規格型號為3051CD2A22A1AS2M5I1D1TR1199DCP64AFFWG4DA00，從對應的變送器選型樣本中查出毛細管內引壓介質為D.C.硅油704，密度1.07g/cm3，最高工作溫度315℃，現場實地查看這3臺表的安裝情況，發現112-FT-08001B/C的引壓法蘭安裝不水平，負壓室法蘭面比正壓室法蘭面的安裝位置高一點，經測量C表約高10cm，B表約高8cm。根據硅油的密度1.07g/cm3計算，這兩臺表的差壓測量偏低1kPa左右，這是造成FI08001A/B/C流量測量存在偏差的主要原因。

2 整改方案

由于FI08001A/B/C流量測量存在偏差的主要原因是工藝管道安裝不合理，而且現場工藝管線又無法整改，故儀表專業在焦化裝置臨時停工檢修時，將由于現場雙法蘭變送器正/負壓法蘭面實際安裝的垂直高度差而造成的壓差值在變送器表頭進行清零并重新安裝，該加熱爐其他各路進料都有類似情況，也同時進行了處理，相關數據見表1。

表1 整改前后儀表的相關數據

在裝置重新開工恢復正常處理量后，加熱爐各路流量值和測量偏差基本滿足工藝生產要求。

DCS顯示的加熱爐F-102進料流量顯示如圖1所示。

圖1 整改后加熱爐F-102進料流量顯示

3 結束語

現場常規儀表故障一般從儀表的安裝、變送器參數設置、儀表自身的制造與設計、工藝或設備生產異常及儀表選型等方面綜合分析。此次中海煉化惠州煉化分公司焦化裝置加熱爐進料流量的指示偏差的故障原因比較隱蔽，較難發現，需結合各方面因素考慮，這為今后類似的故障處理積累了經驗。