煤化工空分分析儀表的一次技改

陶思路

摘 要：在煤化工行業，要求有毒可燃成分分析儀表有較高的精確性。生產活動中，在線分析儀表必須有較好的的能效，可以對生產區內有毒可燃氣體的含量進行監測，為人員安全、裝置的安穩運行提供必要的條件。由于工況相對苛刻，加上周圍環境的影響，個別分析儀表測量值存在一定的誤差和滯后性。本文通過對空分裝置分析儀表的一次技改，為安全生產穩定創造了可靠條件。

關鍵詞：煤化工；分析小屋；在線分析儀表；氣體檢測器

緒論

在線分析儀表是自動、連續測量被測介質組分的工業儀表，在工藝操作中，該結果可作指示、記錄、報警、控制等作用。但是，由于原料復雜、工況苛刻、相關組分和干擾因素多等，在線分析儀表故障率高、維護量大、穩定性差且誤差持續增加，嚴重降低了在線分析儀表在生產中發揮能效。

現場分析小屋

現場分析小屋有別于土建分析室，小屋提供有儀器工作所需的載氣、樣品氣、標準氣、儀表空氣、供電、信號電纜和預處理系統等公用工程，并采用防震、防靜電、防塵、屏蔽、抗干擾等措施。根據現場的需要，還需安裝聯鎖報警系統，為儀表提供了良好的操作運行環境，增強了系統的可靠性，確保儀表的安全、正常運行。

3 空分裝置新增氣體檢測器的技改

3. 改造原因

根據《空分裝置增加空氣質量在線分析儀的報告》中的相關要求，為確保操作人員能夠及時發現空氣質量變差的現象和采取相應的措施，我們需對裝置負荷進行調整，防止發生設備損壞、人員傷亡、爆炸等事故。同時，需增加固定時檢測器進行實時監控。具體如下：

化工基地化工企業逐步增多，空氣質量變差。天氣狀況變化快，空分裝置原料吸入口有時處于下風口，空氣污染后易被吸入。園區突發停車時，大量二氧化碳、碳氫化合物會進入空氣中，造成空氣中二氧化碳、碳氫化合物超標。

目前采用質檢中心取樣手動分析，分析結果相對滯后，無法及時反映空氣質量狀況。空分裝置每小時加工空氣量都在五十萬立方米，如空氣中二氧化碳、碳氫化合物超標后每小時帶入空分設備中的總量較大。操作人員不能及時掌握空氣質量情況，當空氣質量出現異常時，不能及時采取措施調整裝置負荷，對裝置的安全運行埋下了隱患。空氣中二氧化碳、一氧化碳、碳氫化合物超標后，進入精餾塔，在液氧或富氧液體中積聚，易發生爆炸事故。國內外因空氣質量差，導致主冷發生爆炸的事故已發生數起。

3. 改造方案

在F01空氣過濾器下方離入口500mm處的鋼梁上并排安裝3臺氣體檢測器，敷設信號電纜至位于空壓機廠房氮壓機北側現有的空余接線箱，并組態、調試及投運。

3.2.1儀表支架安裝

儀表支架采用2"鍍鋅管預制，固定于F01入口正下方或側方鋼梁，垂直安裝，立柱長度700mm。

3.2.2檢測器安裝

檢測器安裝于儀表支架末端，121AT7001水平安裝，121AT7002和121AT7003垂直安裝。121AT7001、121AT7002電纜順儀表槽盒放至121-TJD-102現場接線箱，121AT7003電纜順儀表槽盒放至121-TJD-103現場接線箱。

3.2.3系統組態

儀表測量輸出只做DCS畫面顯示，不參與任何控制，系統組態滿足報警提示即可。

3.3 風險評估

現場環境中時常存在可燃有毒氣體，故儀表新增會出現頻繁波動。

措施：工藝人員加強現場比對，防止誤操作。

4 空分裝置增加空氣質量在線分析儀的報告

4. 裝置的作用與原料

烯烴空分裝置生產氧氣、氮氣、儀表空氣、工廠空氣、液氧、液氮，總制氧能力為180000Nm3/h。以空氣為原料，年耗量約7.68*109Nm3。空氣中不能含重塵和油。空氣質量以滿足環境空氣質量標準（GB3095-2000）的二級標準為準。

4. 空氣質量標準

4.3 原料質量指標管理

空氣中除氧、氮外，還有少量的水蒸氣、二氧化碳、乙炔和其他碳氫化合物等氣體，以及少量的灰塵等固體雜質。上述雜質在每立方米空氣中雖然含量不大，但由于大型空分設備每小時加工空氣量都在幾十萬立方米。因此，每小時帶入空分設備中的總量還是比較明顯的。這些雜質，對空分設備都是有害的。隨著空氣冷卻，被凍結下來的水分和二氧化碳沉積在低溫換熱器、透膨脹機或精餾塔里，對通道通道、管路以及閥門造成堵塞；乙炔聚集在液氧中有爆炸的危險；灰塵會對機械造成磨損。

為了保證氧氣生產的安全，對空壓機吸入口處空氣中烴類的可燃物資有一定的限制。根據GB16912-1997《氧氣及相關氣體安全技術規程》的規定，氣體雜質含量應低于表2中的允許極限含量。

4.4 空氣質量差的危害

（1）分子篩吸附失效，部分水分和二氧化碳穿透分子篩進入低溫換熱器、透膨脹機或精餾塔里，就會堵塞通道、管路和閥門，影響裝置安全穩定運行。

（2）空氣中碳氫化合物超標后，在裝置氧氣富集區內，易發生爆燃事故。

（3）碳氫化合物、乙炔等進入精餾塔，在液氧或富氧液體中積聚，可能導致主冷爆炸事故。

綜上所述，為確保操作人員能夠及時發現空氣質量變差的現象和采取相應措施，有必要對裝置負荷進行調整，防止發生設備損壞、人員傷亡、爆炸等事故。我們在空分裝置過濾器F01入口增加了在線空氣質量分析儀。

5 結語

通過本次技改，空分裝置生產運行一年時間后，過濾器F01入口有所增加，在線空氣質量分析儀運行狀況良好，分析數據穩定、可靠，分析系統維護量小，對空分裝置的穩定運行有極大的保障作用，同時為裝置的安全運行提供了有效的幫助。

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