摘要:對(duì)高壓熱電偶和高壓熱電偶變送器(快速溫度變送器)在高壓聚乙烯裝置的安裝、調(diào)試和使用經(jīng)驗(yàn)予以介紹,這對(duì)于高壓熱電偶在后續(xù)項(xiàng)目的實(shí)施與應(yīng)用具有重要意義。nLa壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
高壓聚乙烯裝置加工和儲(chǔ)存的主要介質(zhì)為乙烯、醋酸乙烯及過氧化物等易燃易爆物質(zhì)。乙烯在一定的壓力下進(jìn)入裝置,經(jīng)過一次/增壓壓縮機(jī)壓縮到25~31MPa,與高壓回路的高壓循環(huán)氣一起進(jìn)入二次機(jī),二次機(jī)將乙烯升壓至反應(yīng)壓力,然后送入反應(yīng)器進(jìn)行聚合反應(yīng)。工藝過程操作壓力#高達(dá)到310MPa,反應(yīng)溫度#高達(dá)到320℃,聚合反應(yīng)非常劇烈,如果操作不當(dāng)極易產(chǎn)生乙烯分解爆炸,因此對(duì)儀表控制系統(tǒng)和關(guān)鍵的現(xiàn)場(chǎng)儀表要求有非常高的可靠性且響應(yīng)速度應(yīng)極快。為保證高壓熱電偶測(cè)量信號(hào)的快速可靠性,高壓聚乙烯裝置高壓管線測(cè)溫均采用專用的高壓惰性熱電偶,根據(jù)高壓熱電偶的應(yīng)用位置不同,其壓力等級(jí)分為PN50MPa、PN160MPa、PN360MPa,高壓熱電偶與透鏡墊的密封采用金屬線密封,響應(yīng)時(shí)間為t-50<0.6s、t-90<1.8s。
全裝置共有144支高壓熱電偶,其中有103支作為EP1和EP2的輸入觸發(fā)信號(hào),作用極其重要,為保證信號(hào)的快速、可靠傳送,采用快速溫度變送器把熱偶信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)4~20mA信號(hào),再送入DCS/SIS系統(tǒng)?焖贉囟茸兯推黜憫(yīng)時(shí)間要求為t-50≤30ms。
筆者參加了神華新疆煤制烯烴項(xiàng)目高壓聚乙烯裝置高壓熱電偶和快速溫度變送器的儀表選型、詳細(xì)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工、裝置開車及運(yùn)行維護(hù)等有關(guān)工作,并對(duì)高壓聚乙烯裝置開車和運(yùn)行階段遇到的高壓熱電偶常見問題進(jìn)行了深入分析和妥善處理。
1高壓熱電偶的技術(shù)要求
1.1選型要求
全裝置高壓熱電偶共有144支,其中PLT4935型號(hào)(L1=135mm,L=338mm)50支,PLT4926型號(hào)(L1=156mm,L=358mm)94支,全部采用NiCr-Ni(TypeK)雙支熱電偶,外徑為9mm,設(shè)計(jì)壓力360MPa,測(cè)量范圍0~400℃,響應(yīng)時(shí)間t-50<0.6s、t-90<1.8s。因中間接線箱需要放置在現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)小且易于操作維護(hù)的位置,為了保證延長(zhǎng)電纜能夠順利連接至接線箱,本裝置要求所有高壓熱電偶的延長(zhǎng)電纜由廠家tuijian的10m改為15m。高壓熱電偶如圖1所示。
1.2安裝要求
高壓熱電偶與透鏡墊之間采用螺紋連接,密封形式為錐形金屬線密封。因設(shè)計(jì)壓力高達(dá)360MPa,對(duì)高壓熱電偶的安裝要求也非常苛刻,根據(jù)轉(zhuǎn)li商的要求和設(shè)備廠家提供的操作手冊(cè)要求,在本裝置的安裝方式按以下步驟進(jìn)行:
a.先確認(rèn)所有部件無損壞且密封面完好;
b.將鎖緊螺母擰到熱電偶的反向螺絲上;
c.將壓緊螺絲擰7圈到熱電偶的反向螺紋上;
d.將壓緊螺絲帶著熱電偶擰到透鏡墊的正向螺紋上并擰緊;
e.用350N·m專用扭矩扳手將壓緊螺絲擰緊,這時(shí)螺紋的末端剛好與透鏡墊螺紋孔上沿平齊,在用扭矩扳手?jǐn)Q緊的時(shí)候一定要保持
熱電偶不轉(zhuǎn)動(dòng),否則將損壞密封面;
f.?dāng)Q緊鎖緊螺母;
g.將擋套和鎖緊板安裝固定在壓緊螺絲上,避免振動(dòng)引起螺絲松動(dòng);
h.#后再進(jìn)行接線連接。高壓熱電偶安裝情形如圖2所示。
2快速溫度變送器的技術(shù)要求
2.1選型要求
本裝置快速溫度變送器采用的是MTP-300i型變送器,將熱電偶信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)4~20mA信號(hào)(信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)間t-50≤30ms),再送入DCS/SIS系統(tǒng)。MTP-300i型快速溫度變送器在本裝置采用兩進(jìn)一出接線方式,如果兩個(gè)輸入測(cè)量回路之間的偏差超過0.4mA,快速溫度變送器將在1.5s后輸出信號(hào)關(guān)閉,再持續(xù)0.4s輸出一個(gè)內(nèi)部故障;如果回路中有外部故障(例如熱電偶線路斷線)也將在0.4s后輸出故障信號(hào),這時(shí)快速溫度變送器的輸出電流小于3.6mA。如果快速溫度
變送器的輸出電流不大于3.6mA或者大于22mA將超出信號(hào)輸出范圍,即輸出一個(gè)壞值。在實(shí)際應(yīng)用中,很多高壓熱電偶多次出現(xiàn)了雙支測(cè)量回路之間的偏差超過0.4mA的現(xiàn)象,導(dǎo)致快速溫度變送器輸出壞值,從而觸發(fā)EP1和EP2聯(lián)鎖,EP1、EP2觸發(fā)后,裝置全線停車,系統(tǒng)內(nèi)物料緊急放大氣,導(dǎo)致裝置無法正常運(yùn)行。針對(duì)這一現(xiàn)象,重新與轉(zhuǎn)li商討論對(duì)接,在征得轉(zhuǎn)li商同意的情況下,改變了原有的接線方式,將雙支高壓熱電偶的其中一支接線至快速溫度變送器,在快速溫度變送器輸入側(cè)將兩個(gè)通道用補(bǔ)償導(dǎo)線跨接,高壓熱電偶的另外一支作為備用,這樣便解決了這一問題。
2.2安裝要求
快速溫度變送器MTP-300i為導(dǎo)軌式溫度變送器,即可以安裝在現(xiàn)場(chǎng),也可以安裝在機(jī)柜室的機(jī)柜內(nèi)。由于裝置現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)極端溫度為-39.2~40℃,且考慮到現(xiàn)場(chǎng)雨淋、暴曬及振動(dòng)等情況,#終將溫度變送器集成安裝在機(jī)柜室的機(jī)柜內(nèi),從現(xiàn)場(chǎng)接線箱至機(jī)柜溫度變送器采用補(bǔ)償導(dǎo)線連接。MTP-300i體積較小,加之采用導(dǎo)軌式安裝,在機(jī)柜內(nèi)并不難集成,但布線時(shí)一定要將高壓熱電偶雙支的備用支敷設(shè)到相應(yīng)的溫度變送器旁邊,這樣當(dāng)更換備用支時(shí)不但不容易出錯(cuò)也可以提高工作效率。
3回路校驗(yàn)
高壓熱電偶回路校驗(yàn)可分為兩部分,一是高壓熱電偶設(shè)備完好性校驗(yàn),二是快速變送器回路校驗(yàn)。高壓熱電偶設(shè)備校驗(yàn)采用加熱爐在0~400℃量程范圍加熱,轉(zhuǎn)li商要求精度為±0.2%,因此誤差不能超過±0.8℃,與標(biāo)準(zhǔn)表相對(duì)比,不符合精度的熱電偶進(jìn)行標(biāo)記淘汰,雙支都符合精度要求的熱電偶才允許拿到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝?焖贉囟茸兯推鞯幕芈沸r(yàn)要在現(xiàn)場(chǎng)接線箱端子進(jìn)行,這樣可以將補(bǔ)償電纜所產(chǎn)生的誤差通過調(diào)整快速溫度變送器的零點(diǎn)和量程旋鈕來消除,否則,就算高壓熱電偶本身合格,快速溫度變送器也符合精度要求,但整個(gè)回路不一定符合精度要求。正確的檢驗(yàn)方法應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)接線箱端子用信號(hào)發(fā)生器給快速溫度變送器發(fā)信號(hào),在DCS/SIS操作站上看溫度變化,誤差不在±0.8℃范圍內(nèi)的,需要在快速溫度變送器上調(diào)整零點(diǎn)和量程旋鈕,調(diào)整至誤差范圍內(nèi),對(duì)于無法調(diào)整到誤差范圍內(nèi)的快速溫度變送器,需要更換新的快速溫度變送器重新進(jìn)行校驗(yàn)(圖 3)。
4 常見故障分析與處理
經(jīng)過高壓聚乙烯裝置的開工運(yùn)行,在本裝置高壓熱電偶回路主要出現(xiàn)了以下問題:
a. 在裝置運(yùn)行期間,熱電偶溫度在 DCS 上突然顯示壞值。原因很可能是熱電偶本身故障或者線路斷路造成的,使快速溫度變送器輸出電流不大于 3. 6mA 或者大于 22mA,導(dǎo)致快速溫度變送器輸出壞值。這時(shí),應(yīng)盡快將高壓熱電偶雙支的備用支更換上,否則,如果再出現(xiàn)一個(gè)溫度壞值,將觸發(fā) SP-3A 程序,SP-3A 程序觸發(fā)后,系統(tǒng)物料部分向火炬排放,反應(yīng)器降壓至 200MPa,停止引發(fā)劑注入,造成裝置停車。如果雙支都已損壞,工藝又不具備更換條件,應(yīng)將該溫度點(diǎn)進(jìn)行旁路,防止產(chǎn)生高報(bào)誤報(bào)觸發(fā) EP1 聯(lián)鎖。
b. 在裝置運(yùn)行期間,熱電偶溫度比正常溫度偏低。原因可能是補(bǔ)償導(dǎo)線產(chǎn)生了誤差,或者是介質(zhì)的很高壓沖擊力使熱電偶本身出現(xiàn)問題。這時(shí),應(yīng)shou先考慮更換雙支的備用支,不要盲目調(diào)整快速溫度變送器的零點(diǎn)和量程旋鈕,因?yàn)榭焖贉囟茸兯推骰芈沸r?yàn)好后基本不會(huì)出現(xiàn)問題,出現(xiàn)零點(diǎn)或量程漂移的概率很小,在本裝置出現(xiàn)的問題基本都是現(xiàn)場(chǎng)高壓熱電偶本身故障所導(dǎo)致。
c. 在裝置運(yùn)行期間,突然出現(xiàn)某個(gè)熱電偶測(cè)點(diǎn)溫度滿量程,超過高報(bào)聯(lián)鎖點(diǎn) 275℃,這將直接觸發(fā) EP1 聯(lián)鎖,導(dǎo)致停車。在快速
溫度變送器設(shè)計(jì)選型時(shí),要求當(dāng)熱電偶斷線時(shí),快速溫度變送器輸出壞值,當(dāng)有兩個(gè)壞值同時(shí)出現(xiàn)時(shí),觸發(fā) SP-3A程序。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn),出現(xiàn)熱電偶測(cè)點(diǎn)溫度滿量程的原因是在 快速溫度變送器插針端子上沒有采用逐一接線方式操作,而是將插針端子從快速溫度變送器上拔下,接好線后直接插到快速溫度變送器上,在插入的瞬間回路產(chǎn)生大電壓,從而導(dǎo)致快速溫度變送器輸出 20mA,出現(xiàn)熱電偶測(cè)點(diǎn)溫度滿量程現(xiàn)象。因此,在裝置運(yùn)行期間,快速溫度變送器側(cè)接線時(shí),一定不要將插針端子拔下,而應(yīng)采用逐一接線方式操作。
5 結(jié)束語
高壓聚乙烯裝置所有高壓管道的溫度測(cè)量都采用的是筆者所述高壓熱電偶測(cè)溫方式,如果安裝時(shí)出現(xiàn)一點(diǎn)疏忽將導(dǎo)致介質(zhì)外漏,在 310MPa壓力下外漏是極為危險(xiǎn)的,如果高壓熱電偶的回路測(cè)量不能滿足控制要求,將導(dǎo)致裝置無法開車,因此高壓熱電偶的溫度測(cè)量是高壓聚乙烯裝置#重要的部分之一,希望上述的技術(shù)要求和經(jīng)驗(yàn)介紹能對(duì)同行或同類裝置的應(yīng)用有所借鑒。
注明,三暢儀表文章均為原創(chuàng),轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)明本文地址http://3721yy.com/wendu/2500.html