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(yè)，要求有毒可燃成分分析儀表有較高的精確性。生產(chǎn)活動(dòng)中，在線分析儀表必須有較好的的能效，可以對(duì)生產(chǎn)區(qū)內(nèi)有毒可燃?xì)怏w的含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為人員安全、裝置的安穩(wěn)運(yùn)行提供必要的條件。由于工況相對(duì)苛刻，加上周圍環(huán)境的影響，個(gè)別分析儀表測(cè)量值存在一定的誤差和滯后性。本文通過(guò)對(duì)空分裝置分析儀表的一次技改，為安全生產(chǎn)穩(wěn)定創(chuàng)造了可靠條件。

關(guān)鍵詞：煤化工；分析小屋；在線分析儀表；氣體檢測(cè)器

緒論

在線分析儀表是自動(dòng)、連續(xù)測(cè)量被測(cè)介質(zhì)組分的工業(yè)儀表，在工藝操作中，該結(jié)果可作指示、記錄、報(bào)警、控制等作用。但是，由于原料復(fù)雜、工況苛刻、相關(guān)組分和干擾因素多等，在線分析儀表故障率高、維護(hù)量大、穩(wěn)定性差且誤差持續(xù)增加，嚴(yán)重降低了在線分析儀表在生產(chǎn)中發(fā)揮能效。

現(xiàn)場(chǎng)分析小屋

現(xiàn)場(chǎng)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(biāo)準(zhǔn)氣、儀表空氣、供電、信號(hào)電纜和預(yù)處理系統(tǒng)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(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要，還需安裝聯(lián)鎖報(bào)警系統(tǒng)，為儀表提供了良好的操作運(yùn)行環(huán)境，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性，確保儀表的安全、正常運(yùn)行。

3 空分裝置新增氣體檢測(cè)器的技改

3. 改造原因

根據(jù)《空分裝置增加空氣質(zhì)量在線分析儀的報(bào)告》中的相關(guān)要求，為確保操作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)空氣質(zhì)量變差的現(xiàn)象和采取相應(yīng)的措施，我們需對(duì)裝置負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，防止發(fā)生設(shè)備損壞、人員傷亡、爆炸等事故。同時(shí)，需增加固定時(shí)檢測(cè)器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。具體如下：

化工基地化工企業(yè)逐步增多，空氣質(zhì)量變差。天氣狀況變化快，空分裝置原料吸入口有時(shí)處于下風(fēng)口，空氣污染后易被吸入。園區(qū)突發(fā)停車時(shí)，大量二氧化碳、碳?xì)浠衔飼?huì)進(jìn)入空氣中，造成空氣中二氧化碳、碳?xì)浠衔锍瑯?biāo)。

目前采用質(zhì)檢中心取樣手動(dòng)分析，分析結(jié)果相對(duì)滯后，無(wú)法及時(shí)反映空氣質(zhì)量狀況。空分裝置每小時(shí)加工空氣量都在五十萬(wàn)立方米，如空氣中二氧化碳、碳?xì)浠衔锍瑯?biāo)后每小時(shí)帶入空分設(shè)備中的總量較大。操作人員不能及時(shí)掌握空氣質(zhì)量情況，當(dāng)空氣質(zhì)量出現(xiàn)異常時(shí)，不能及時(shí)采取措施調(diào)整裝置負(fù)荷，對(duì)裝置的安全運(yùn)行埋下了隱患。空氣中二氧化碳、一氧化碳、碳?xì)浠衔锍瑯?biāo)后，進(jìn)入精餾塔，在液氧或富氧液體中積聚，易發(fā)生爆炸事故。國(guó)內(nèi)外因空氣質(zhì)量差，導(dǎo)致主冷發(fā)生爆炸的事故已發(fā)生數(shù)起。

3. 改造方案

在F01空氣過(guò)濾器下方離入口500mm處的鋼梁上并排安裝3臺(tái)氣體檢測(cè)器，敷設(shè)信號(hào)電纜至位于空壓機(jī)廠房氮壓機(jī)北側(cè)現(xiàn)有的空余接線箱，并組態(tài)、調(diào)試及投運(yùn)。

3.2.1儀表支架安裝

儀表支架采用2"鍍鋅管預(yù)制，固定于F01入口正下方或側(cè)方鋼梁，垂直安裝，立柱長(zhǎng)度700mm。

3.2.2檢測(cè)器安裝

檢測(cè)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(xiàn)場(chǎng)接線箱，121AT7003電纜順儀表槽盒放至121-TJD-103現(xiàn)場(chǎng)接線箱。

3.2.3系統(tǒng)組態(tài)

儀表測(cè)量輸出只做DCS畫面顯示，不參與任何控制，系統(tǒng)組態(tài)滿足報(bào)警提示即可。

3.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中時(shí)常存在可燃有毒氣體，故儀表新增會(huì)出現(xiàn)頻繁波動(dòng)。

措施：工藝人員加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)，防止誤操作。

4 空分裝置增加空氣質(zhì)量在線分析儀的報(bào)告

4. 裝置的作用與原料

烯烴空分裝置生產(chǎn)氧氣、氮?dú)狻x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(zhì)量以滿足環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-2000）的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

4. 空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

4.3 原料質(zhì)量指標(biāo)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?xì)浠衔锏葰怏w，以及少量的灰塵等固體雜質(zhì)。上述雜質(zhì)在每立方米空氣中雖然含量不大，但由于大型空分設(shè)備每小時(shí)加工空氣量都在幾十萬(wàn)立方米。因此，每小時(shí)帶入空分設(shè)備中的總量還是比較明顯的。這些雜質(zhì)，對(duì)空分設(shè)備都是有害的。隨著空氣冷卻，被凍結(jié)下來(lái)的水分和二氧化碳沉積在低溫?fù)Q熱器、透膨脹機(jī)或精餾塔里，對(duì)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(xiǎn)；灰塵會(huì)對(duì)機(jī)械造成磨損。

為了保證氧氣生產(chǎn)的安全，對(duì)空壓機(jī)吸入口處空氣中烴類的可燃物資有一定的限制。根據(jù)GB16912-1997《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，氣體雜質(zhì)含量應(yīng)低于表2中的允許極限含量。

4.4 空氣質(zhì)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(jìn)入低溫?fù)Q熱器、透膨脹機(jī)或精餾塔里，就會(huì)堵塞通道、管路和閥門，影響裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）空氣中碳?xì)浠衔锍瑯?biāo)后，在裝置氧氣富集區(qū)內(nèi)，易發(fā)生爆燃事故。

（3）碳?xì)浠衔铩⒁胰驳冗M(jìn)入精餾塔，在液氧或富氧液體中積聚，可能導(dǎo)致主冷爆炸事故。

綜上所述，為確保操作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)空氣質(zhì)量變差的現(xiàn)象和采取相應(yīng)措施，有必要對(duì)裝置負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，防止發(fā)生設(shè)備損壞、人員傷亡、爆炸等事故。我們?cè)诳辗盅b置過(guò)濾器F01入口增加了在線空氣質(zhì)量分析儀。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次技改，空分裝置生產(chǎn)運(yùn)行一年時(shí)間后，過(guò)濾器F01入口有所增加，在線空氣質(zhì)量分析儀運(yùn)行狀況良好，分析數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠，分析系統(tǒng)維護(hù)量小，對(duì)空分裝置的穩(wěn)定運(yùn)行有極大的保障作用，同時(shí)為裝置的安全運(yùn)行提供了有效的幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀軍，盧濤.空分分析儀表應(yīng)用現(xiàn)狀及主要問(wèn)題[J].分析儀器，2011，（6）：68-71.

[2]岳陽(yáng)，趙崇建.淺談空分在線氣體分析儀器的選配和維護(hù)[J].中國(guó)儀器儀表，2011，（6）：68-70.

[3]張丙新.空分氣體分析儀器應(yīng)用中的若干問(wèn)題[J].深冷技術(shù)，2004，（1）：32-34.

[4]黃曉江.空分裝置技術(shù)改造探討[J].煤化工，2003，31（2）：20-23.

[5]馬具朋，徐寧軍，韓聰玲.空分在線分析儀表配置與日常維護(hù)以及注意事項(xiàng)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，（17）：202.