硝酸裝置儀表故障在線處理的探討

李翠玉，時(shí)國(guó)紅

（1.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼陽(yáng)校區(qū)工程學(xué)院；2.遼陽(yáng)石化分公司尼龍廠，遼寧 遼陽(yáng) 111003）

硝酸裝置儀表故障在線處理的探討

李翠玉1，時(shí)國(guó)紅2

（1.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼陽(yáng)校區(qū)工程學(xué)院；2.遼陽(yáng)石化分公司尼龍廠，遼寧 遼陽(yáng) 111003）

通過(guò)介紹硝酸裝置關(guān)鍵儀表發(fā)生異常后的處理過(guò)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?；ぱb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(yīng)生成NO2，NO2用水吸收生成硝酸。其中原料氣氨來(lái)自于氨蒸發(fā)器，蒸發(fā)器運(yùn)行是否平穩(wěn)直接關(guān)系硝酸裝置正常運(yùn)行，是硝酸裝置的關(guān)鍵設(shè)備。氨蒸發(fā)器管層為循環(huán)水、殼層為液氨。經(jīng)過(guò)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(cè)量后，送給DCS作為PICA101測(cè)量值。在PICA101置自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，測(cè)量值與設(shè)定值相比后，調(diào)整調(diào)節(jié)閥PV101A(進(jìn)水閥)和PV101B(旁路閥)改變進(jìn)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(shè)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(dòng)，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(shù)人員經(jīng)仔細(xì)分析判斷后排除了工藝因素對(duì)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(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。當(dāng)檢查到PV101A/ B時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)PV101A的閥門開度穩(wěn)定；而PV101B的閥門開度不定期波動(dòng)。當(dāng)時(shí)DCS上已將PICA101置于手動(dòng)位置，且控制室操作人員未對(duì)PV101A和PV101B

調(diào)整，正常情況下PV101B也應(yīng)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(jìn)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?，F(xiàn)場(chǎng)PV101B閥門開度波動(dòng)引發(fā)的結(jié)果與PICA101指示值不定期波動(dòng)的故障現(xiàn)象相吻合，故斷定PV101B波動(dòng)引起PICA101指示值大幅度波動(dòng)。對(duì)可能引起PV101B異常動(dòng)作的因素進(jìn)行檢查后最終認(rèn)定調(diào)節(jié)閥異常動(dòng)作是由于閥門定位器自身工作點(diǎn)不穩(wěn)定造成的。

圖1 PICA101工作原理示意圖

三、采取措施

對(duì)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(jìn)行自動(dòng)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(guān)這種大幅度動(dòng)作來(lái)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(yùn)行期間無(wú)法承受因更換閥門定位器帶來(lái)的生產(chǎn)波動(dòng)。

雖然PV101B配套安裝了手輪，但現(xiàn)場(chǎng)操作存在著閥門響應(yīng)慢、操作準(zhǔn)確性低、現(xiàn)場(chǎng)人員工作強(qiáng)度大的弊病，對(duì)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(jìn)水閥和旁路閥同時(shí)作用調(diào)整為只通過(guò)調(diào)節(jié)PV101A的開度，來(lái)改變進(jìn)入氨蒸發(fā)器的循環(huán)水流量，從而實(shí)現(xiàn)控制目的。

PV101B是近似等百分比的流量特性，閥門標(biāo)尺開度與實(shí)際開度呈對(duì)數(shù)關(guān)系。經(jīng)與工藝專業(yè)人員協(xié)商，通過(guò)手輪將閥門鎖定在64%標(biāo)尺開度，控制室的操作人員調(diào)整PV101A的開度，即可實(shí)現(xiàn)工藝生產(chǎn)需要，但因?yàn)镻V101B手輪是單向鎖定式，通過(guò)切斷供給調(diào)節(jié)閥的儀表風(fēng)，即可實(shí)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(dòng)，問題得到解決。

四、結(jié)論

儀表設(shè)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(shí)，PV101B是重要因素，但PT101是最直接因素。本次檢查時(shí)，PV101B故障現(xiàn)象最明顯且結(jié)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(rèn)定過(guò)程必須經(jīng)過(guò)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(jié)果與生產(chǎn)異常情況不符，還應(yīng)按照順序繼續(xù)檢查。對(duì)于故障的定位器，由于更換代價(jià)大(需裝置停車后處理)和有代替措施的實(shí)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(diǎn)，一些微小儀表設(shè)備的故障，可能對(duì)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(shí)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(jià)、最短的時(shí)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(wàn)噸硝酸裝置可研性報(bào)告[R].中國(guó)化學(xué)工業(yè)部第二設(shè)計(jì)院，2004.

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2013-12-05)