磁性浮子液位計滿負荷運行存在的問題及對策探究
返回列表發布日期：2019-11-05 17:04:03 |
摘要：一般磁性浮子液位計在超越負荷的工作情況較多。因為部件、汽提效率、轉化率等環節的影響，導致系統的技術操作條件容易惡化，該磁性浮子液位計很不牢固，只可以維持運行，從而加大了裝置的蒸汽消耗和氨消耗。文章結合實際情況，針對滿負荷運行的問題進行了探討，并提出了解決對策，以期實現操作的優化，提升轉化率與汽提效果。
引言
青海云天化國際化肥有限公司是一家年產氨40 萬噸、尿素60 萬噸的大規模化肥生產公司。磁性浮子液位計運用的是斯塔米卡邦二氧化碳汽提制造技術。從2009 年11 月開始生產以后，已制造了370 多萬噸尿素。從2018 年10 月以來，裝置始終在高負載或者超過負載進行工作。然而，在一段內，因為不斷負載達到滿負載的115%，裝置經歷了多次大的變化。為了防患于未然，對造成變化的原因開展了認真分析，歸納了經驗，給穩定制造提供了安全的保證。
1 某磁性浮子液位計滿負荷運行情況
2018 年10 月至2019 年3 月滿負載工作期間，主要出現的問題如下所述。
1.1 合成塔CO2轉化率下降
塔內CO2 轉化率減少，加大了裝置的分解和回收負載。當裝置負載增加到115％，因為材料在裝置塔內留滯時間縮短，若氨碳比和水碳比不匹配，CO2 轉換率將大幅下降，大幅度加大了裝置負荷，讓系統不能正常工作。
1.2 低壓回收不能正常工作
回收負載被移除并向后移動，這讓低壓回收不能正常工作。因為待分解回收材料的增加，與之CO2 轉換的降低，分解回收的負載進一步增加，造成后系統分解熱量無法提高，從而將分解回收的負載轉移到低壓，更加加大了低壓裝置的回收負載[1]。此外，蒸汽消耗過高，出現低壓蒸汽放空的問題，導致資源存在浪費的情況，也提高了裝置的能耗。
1.3 設備與管道腐蝕問題
在滿負荷運行時，將系統加空氣的量設置的低于可接受的標準，導致系統內的空氣含量不夠，使得鈍化膜被破壞，進而導致設備與管道腐蝕。
2 磁性浮子液位計滿負荷運行問題的原因分析
2.1 氨耗高
(1) 高負載工作時，因為低壓裝置部件和高壓氨基甲酸銨泵本身存在問題，讓泵檢效果差，現場解決時間有些長，為預防回流溶液的濃度比較高導致系統結晶淤堵和低壓裝置運行情況惡化，導致氨消耗加大。
(2) 因為裝置過載工作，合成裝置中的防腐空氣量加大，導致合成裝置和4bar 吸收塔的廢氣排放加大。因為存在著惰性氣體，引起CO2 的轉換降低。若該裝置以115% 負荷工作，其自身物料在塔中的留滯時間減少，這影響了CO2 的轉換。此外，CO2的低純度導致高壓裝置中惰性氣體含量的加大。惰性氣體填充了反應器的一些空間。在恒定運行不變的條件下，惰性氣體的壓力加大，對應地NH3 的分壓降低，導致CO2 降低轉化率。
(3) 考慮到機組的具體工作情況，并為了不影響低壓裝置超壓引起的蒸發裝置真空度，把常壓吸收塔里面的放空線路的管徑從原設計的DN50 變成DN100，加大了常壓吸收塔的廢氣放空量和氨消耗量。
2.2 系統內加氧量不足
由于CO2 氣提法的汽提塔內工作環境較差，物料在其中一般只停留較短的實踐。所以，一旦鈍化膜出現腐蝕問題，也很難進行修復工作，導致系統停產。所以說，CO2 氣提法需要高標準管控系統的加氧量。
2.3 低壓及后系統工況分析
(1) 因為低壓氣相管道僅有一根伴熱管，造成伴熱效果不好，低壓氣相管道往往產生結晶和低壓超壓。
(2) 低壓氨基甲酸銨冷卻器液體位置設計指標大約是為50%。因為低壓裝置組成異常，低壓液體位置管理比較高，導致氣相液體夾帶非常嚴重，且氣相管道保溫裝置沒有符合規定要求，導致氣相氨基甲酸銨液體夾帶結晶堵住管線。
(3) 通過進行同類型設備的比較，低壓調溫水裝置板式換熱器的設計換熱為124m2 的面積，而我廠板式換熱器的換熱僅為8m2 的面積，因為它的換熱面積不合格，無法把熱量從低壓系統中帶走，低壓系統無法充分吸收氨與二氧化碳，造成低壓超壓。
3 磁性浮子液位計滿負荷運行的改進對策
3.1 氨含量高采取的措施
(1) 改革操作，管理添加到裝置中的防腐空氣量，加大二氧化碳裝置中含氧量分解的次數，并將含氧量控制在技術范圍內。降低高壓洗滌部件排氣閥的開啟程度，降低氨損耗[2]。
(2) 系統工作時，禁止把解吸轉換到煙囪。低壓甲基銨冷凝部件液位槽的成分分析從2h 取樣一次改成1h 取樣一次。當這個部件的成分出現改變的時候，應該及時開展調整。
(3) 加大低壓運行。當低壓裝置超壓時，就必須即刻查明原委。一定不能把低壓排氣直接放入排氣筒里。
(4) 在4bar 吸收塔進料泵規格不變之前，采用兩個泵工作模式，管理它在技術標準中的吸收能力，以確保惰性氣體中附帶著的氨可以被吸收，同時降低氨排空能力，降低每噸尿素的氨消耗。
3.2 汽提塔溫度調節
(1) 逐漸關閉汽提塔出口調節閥LIC2202，以緩慢增加汽提塔液位。
(2) 當汽提塔液體位置上升、以及它的出口溫度出現下降情況時，將高壓蒸汽管道的壓力調整到1.9MPa。
(3) 當汽提塔頂端的溫度TI2211 不斷降低，接近或與合成塔出來的液體溫度TI2209 相同時( 這個時候的溫度約為186℃)，這說明汽提塔蓄液冷卻程序環節完成。
(4) 結合調度與合成環節，不斷打開汽提塔底部出口調整開關LIC2202 開展排放，而每一次開關開的程度不得大于2%是最好，以預防常壓吸收塔因排放太快而充滿液體也可能過載，確保后系統安全工作[3]。并且，還預防了因部件波動過大而導致的PI2201 氣蝕和機器密封損壞等安全事故的出現。
(5) 控制生產負荷，盡可能避免滿負荷運行的情況，將其設定在70% 至110% 之間。避免由于滿負荷運行導致傳熱效率低，進而產品品質。也不要讓負荷太低，避免合成液在汽提塔上的液位不符合要求，使得局部氣提管過熱，導致腐蝕情況的加劇。
3.3 優化水解解析操作
氨罐里濃度過高，水解塔的溫度就達不到技術標準，應運用下面的辦法。
(1) 確保第一段和第二段之間的蒸發壓力差大于35kPa，加大二次分配裝置里第一段和第二段中尿素溶液的流速，并最小化讓尿素溶液在蒸發分離器第一段和第二段中的積聚，從而防止第一段和第二段蒸發時帶走液體。
(2) 強化對具體工作者開展培訓，確立氨泵換向辦法。泵反轉過程中，嚴禁引起氨泵進口安全開關超壓。一旦發生超壓現象，應根據工作事故辦法進行解決[4]。當安全開關跳起后未返回閥座時，將在有機會停止時及時檢查安全閥，并設計在2019年大維修的時候在這個安全開關前添加一個斷開開關。當安全開關跳起后回不到閥座時，可以及時檢修。
(3) 強化監控氨罐的濃度。當氨濃度和尿素濃度過高時，要馬上查明原因。
4 結語
總之，分析了磁性浮子液位計滿負荷工作中存在的問題，找出制約尿素高負載運行的關鍵，并提出相應的解決方案，達到尿素系統長時間滿負載生產，達到生產標準。
引言
青海云天化國際化肥有限公司是一家年產氨40 萬噸、尿素60 萬噸的大規模化肥生產公司。磁性浮子液位計運用的是斯塔米卡邦二氧化碳汽提制造技術。從2009 年11 月開始生產以后，已制造了370 多萬噸尿素。從2018 年10 月以來，裝置始終在高負載或者超過負載進行工作。然而，在一段內，因為不斷負載達到滿負載的115%，裝置經歷了多次大的變化。為了防患于未然，對造成變化的原因開展了認真分析，歸納了經驗，給穩定制造提供了安全的保證。
1 某磁性浮子液位計滿負荷運行情況
2018 年10 月至2019 年3 月滿負載工作期間，主要出現的問題如下所述。
1.1 合成塔CO2轉化率下降
塔內CO2 轉化率減少，加大了裝置的分解和回收負載。當裝置負載增加到115％，因為材料在裝置塔內留滯時間縮短，若氨碳比和水碳比不匹配，CO2 轉換率將大幅下降，大幅度加大了裝置負荷，讓系統不能正常工作。
1.2 低壓回收不能正常工作
回收負載被移除并向后移動，這讓低壓回收不能正常工作。因為待分解回收材料的增加，與之CO2 轉換的降低，分解回收的負載進一步增加，造成后系統分解熱量無法提高，從而將分解回收的負載轉移到低壓，更加加大了低壓裝置的回收負載[1]。此外，蒸汽消耗過高，出現低壓蒸汽放空的問題，導致資源存在浪費的情況，也提高了裝置的能耗。
1.3 設備與管道腐蝕問題
在滿負荷運行時，將系統加空氣的量設置的低于可接受的標準，導致系統內的空氣含量不夠，使得鈍化膜被破壞，進而導致設備與管道腐蝕。
2 磁性浮子液位計滿負荷運行問題的原因分析
2.1 氨耗高
(1) 高負載工作時，因為低壓裝置部件和高壓氨基甲酸銨泵本身存在問題，讓泵檢效果差，現場解決時間有些長，為預防回流溶液的濃度比較高導致系統結晶淤堵和低壓裝置運行情況惡化，導致氨消耗加大。
(2) 因為裝置過載工作，合成裝置中的防腐空氣量加大，導致合成裝置和4bar 吸收塔的廢氣排放加大。因為存在著惰性氣體，引起CO2 的轉換降低。若該裝置以115% 負荷工作，其自身物料在塔中的留滯時間減少，這影響了CO2 的轉換。此外，CO2的低純度導致高壓裝置中惰性氣體含量的加大。惰性氣體填充了反應器的一些空間。在恒定運行不變的條件下，惰性氣體的壓力加大，對應地NH3 的分壓降低，導致CO2 降低轉化率。
(3) 考慮到機組的具體工作情況，并為了不影響低壓裝置超壓引起的蒸發裝置真空度，把常壓吸收塔里面的放空線路的管徑從原設計的DN50 變成DN100，加大了常壓吸收塔的廢氣放空量和氨消耗量。
2.2 系統內加氧量不足
由于CO2 氣提法的汽提塔內工作環境較差，物料在其中一般只停留較短的實踐。所以，一旦鈍化膜出現腐蝕問題，也很難進行修復工作，導致系統停產。所以說，CO2 氣提法需要高標準管控系統的加氧量。
2.3 低壓及后系統工況分析
(1) 因為低壓氣相管道僅有一根伴熱管，造成伴熱效果不好，低壓氣相管道往往產生結晶和低壓超壓。
(2) 低壓氨基甲酸銨冷卻器液體位置設計指標大約是為50%。因為低壓裝置組成異常，低壓液體位置管理比較高，導致氣相液體夾帶非常嚴重，且氣相管道保溫裝置沒有符合規定要求，導致氣相氨基甲酸銨液體夾帶結晶堵住管線。
(3) 通過進行同類型設備的比較，低壓調溫水裝置板式換熱器的設計換熱為124m2 的面積，而我廠板式換熱器的換熱僅為8m2 的面積，因為它的換熱面積不合格，無法把熱量從低壓系統中帶走，低壓系統無法充分吸收氨與二氧化碳，造成低壓超壓。
3 磁性浮子液位計滿負荷運行的改進對策
3.1 氨含量高采取的措施
(1) 改革操作，管理添加到裝置中的防腐空氣量，加大二氧化碳裝置中含氧量分解的次數，并將含氧量控制在技術范圍內。降低高壓洗滌部件排氣閥的開啟程度，降低氨損耗[2]。
(2) 系統工作時，禁止把解吸轉換到煙囪。低壓甲基銨冷凝部件液位槽的成分分析從2h 取樣一次改成1h 取樣一次。當這個部件的成分出現改變的時候，應該及時開展調整。
(3) 加大低壓運行。當低壓裝置超壓時，就必須即刻查明原委。一定不能把低壓排氣直接放入排氣筒里。
(4) 在4bar 吸收塔進料泵規格不變之前，采用兩個泵工作模式，管理它在技術標準中的吸收能力，以確保惰性氣體中附帶著的氨可以被吸收，同時降低氨排空能力，降低每噸尿素的氨消耗。
3.2 汽提塔溫度調節
(1) 逐漸關閉汽提塔出口調節閥LIC2202，以緩慢增加汽提塔液位。
(2) 當汽提塔液體位置上升、以及它的出口溫度出現下降情況時，將高壓蒸汽管道的壓力調整到1.9MPa。
(3) 當汽提塔頂端的溫度TI2211 不斷降低，接近或與合成塔出來的液體溫度TI2209 相同時( 這個時候的溫度約為186℃)，這說明汽提塔蓄液冷卻程序環節完成。
(4) 結合調度與合成環節，不斷打開汽提塔底部出口調整開關LIC2202 開展排放，而每一次開關開的程度不得大于2%是最好，以預防常壓吸收塔因排放太快而充滿液體也可能過載，確保后系統安全工作[3]。并且，還預防了因部件波動過大而導致的PI2201 氣蝕和機器密封損壞等安全事故的出現。
(5) 控制生產負荷，盡可能避免滿負荷運行的情況，將其設定在70% 至110% 之間。避免由于滿負荷運行導致傳熱效率低，進而產品品質。也不要讓負荷太低，避免合成液在汽提塔上的液位不符合要求，使得局部氣提管過熱，導致腐蝕情況的加劇。
3.3 優化水解解析操作
氨罐里濃度過高，水解塔的溫度就達不到技術標準，應運用下面的辦法。
(1) 確保第一段和第二段之間的蒸發壓力差大于35kPa，加大二次分配裝置里第一段和第二段中尿素溶液的流速，并最小化讓尿素溶液在蒸發分離器第一段和第二段中的積聚，從而防止第一段和第二段蒸發時帶走液體。
(2) 強化對具體工作者開展培訓，確立氨泵換向辦法。泵反轉過程中，嚴禁引起氨泵進口安全開關超壓。一旦發生超壓現象，應根據工作事故辦法進行解決[4]。當安全開關跳起后未返回閥座時，將在有機會停止時及時檢查安全閥，并設計在2019年大維修的時候在這個安全開關前添加一個斷開開關。當安全開關跳起后回不到閥座時，可以及時檢修。
(3) 強化監控氨罐的濃度。當氨濃度和尿素濃度過高時，要馬上查明原因。
4 結語
總之，分析了磁性浮子液位計滿負荷工作中存在的問題，找出制約尿素高負載運行的關鍵，并提出相應的解決方案，達到尿素系統長時間滿負載生產，達到生產標準。