液氨儲罐液位異常波動原因分析及解決方案

羅義貴

摘 要：本文介紹了某火電廠液氨儲罐液位波動現(xiàn)象，通過具體實例詳細分析了液氨儲罐液位波動原因，并針對分析不同成熟液位計間的優(yōu)劣和實用案例等，對此提出了使用雷達波導液位計的具體技術改進方案，實際改造后應用效果良好。

關鍵詞：液氨儲罐；測量；波動；波導雷達液位計

中圖分類號：TQ056 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）05-0172-01

1 引言

某火電廠一期工程2x330MW供熱機組，針對火電廠環(huán)保配套脫硝裝置采用SCR（選擇性催化還原法），還原劑采用液氨，采用液氨儲罐進行液氨存儲，劃定專門液氨存儲區(qū)并設計兩臺容積為85m3的常溫臥式液氨儲罐，設計壓力2.2MPa，設計溫度50℃，室外布置方式，就地測量采用磁翻板液位計、DCS遠傳信號采用磁浮筒式液位計實現(xiàn)。從近年液氨儲罐運行情況看，液氨儲罐液位存在定期定時有規(guī)律的波動現(xiàn)象，因此本文系統(tǒng)地對液氨儲罐液位波動原因進行詳細探討、提出應對方案、以確保機組脫硝系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

2 異?，F(xiàn)象及處理

2016年2月9日，運行值班人員液氨C蒸發(fā)器壓力氨氣低報警，二號爐爐膛出口A側脫硝效率低于80%，手動開大蒸發(fā)器氨氣壓力調整門調整無效，此時負責一號爐用氨的B蒸發(fā)器也出現(xiàn)氨氣壓力降低的現(xiàn)象。檢查發(fā)現(xiàn)A、B液氨儲罐出口氣動切斷閥全部在關閉位置，立即手動開啟原運行B液氨儲罐出口門恢復供氨，調整B、C蒸發(fā)器壓力及脫硝系統(tǒng)各參數(shù)正常。經(jīng)爐控檢修人員檢查A、B液氨儲罐出口氣動切斷閥全部關閉的原因為：B液氨儲罐液位出現(xiàn)波動，當液位低信號發(fā)出后自動關閉出口氣動切斷閥，由于液位波動后迅速恢復，A儲罐出口氣動切斷閥未滿足開啟條件，在聯(lián)鎖正常投入的情況下未開啟。

3 原因分析

液氨儲罐液位波動的原因有：（1）磁翻板液位計損壞失效；（2）DCS遠傳信號錯誤；（3）液位計引出管堵塞；（4）液氨儲罐局部溫度不均衡導致液位波動；（5）液氨儲罐壓力波動導致。

液氨儲罐上的液位計，不論是磁翻板液位計還是電遠傳浮筒式液位計，都采取接觸式測量方式，在儲罐的氣、液相液位接口裝配根部閥門再與連通器相連，通過檢測連通器內的液位來間接測量液氨儲罐的液位值[1][2]；根據(jù)浮力原理，浮子在測量管內隨液位的升降而上、下移動，浮子內的永久磁鋼通過耦合作用，驅動紅、白色翻柱翻轉180°，液位上升時翻柱由白色轉為紅色，下降時由紅色轉為白色，從而實現(xiàn)磁翻板液位計液位指示。

通過調閱液氨儲罐長期運行數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，其液位波動現(xiàn)象存在周期性，規(guī)律性極強，A、B液氨罐液位波動時間及周期幾乎一致，波動幅度較大，在對現(xiàn)場實際運行情況進行跟蹤，發(fā)現(xiàn)遠方DCS顯示值波動時其就地磁翻板液位也存在波動現(xiàn)象，根據(jù)其發(fā)生周期和時間分析判定為溫度原因影響，

4 防范措施及改進建議

4.1 液氨儲罐液位波動的防范措施

（1）在正常運行中，由于液氨儲罐液位大幅度波動至液位低值將觸發(fā)關閉出口氣動快關閥、脫硝系統(tǒng)供氨中斷，從而導致機組NOX超標環(huán)保事件發(fā)生；而運行中液氨儲罐每8小時下降液位在30mm左右，因此將液氨儲罐液位低關閉出口氣動快關閥時間變更為延時60S，同時開啟備用也氨罐出口氣動快關閥，以實現(xiàn)脫硝系統(tǒng)連續(xù)供氨。（2）由于液氨儲罐屬于室外布置，液位受環(huán)境溫度及天氣情況干擾較大，因此正常運行中應最液位取樣裝置加裝遮陽棚等隔離方式，以減小外界因素干擾。（3）在運行中運行人員應加強液氨儲罐液位監(jiān)視，發(fā)生液位異常波動及時進行手動干預，以防止供氨中斷事故發(fā)生。

4.2 技術改進

要消除被測介質的溫度變化對液位測量值的影響，有兩種方案：一是對介質存儲裝置及測量裝置進行加裝保溫、使介質溫度保持恒定；二是對液位測量裝置進行技術改、采用新型液氨專用導波雷達液位測量裝置。方案一的工程量較大、且很難保證介質溫度絕對恒定，無法達到工藝要求。方案二雖然前期投入較大、但是測量精度高、對介質復雜工況適應性較強，能滿足工藝要求。

如圖1所示，導波雷達液位計是依據(jù)時域反射原理（TDR）為基礎的雷達液位計，雷達液位計的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播，當遇到被測介質表面時，雷達液位計的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置，發(fā)射裝置與被測介質表面的距離同脈沖在其間的傳播時間成正比，經(jīng)計算得出液位高度。某電廠經(jīng)過技術改造采用波導雷達后，液氨液位波箱現(xiàn)象消失，儲罐運行良好。

參考文獻

[1]上?；W院等合編.化學工程[M].北京：化學工業(yè)出版社，1980.

[2]范玉久主編.化工測量及儀表[M].北京：化學工業(yè)出版社，1981.