甲醇裝置雙法蘭液位變送器異常波動故障分析

甲醇裝置雙法蘭液位變送器異常波動故障分析

(一)基本情況

1.裝置及單元簡介

某化工廠60萬噸煤制甲醇裝置，凈化單元主要流程為低溫甲醇洗工藝，以脫除變換氣和未變換氣中的二氧化碳、全部硫化物、其他雜質(zhì)和水分。

2.儀表控制及聯(lián)鎖回路簡介

V11006(硫化氫氣體分離器)液位過程控制及液位低低聯(lián)鎖回路(圖1-27):設備本體另設置現(xiàn)場就地磁翻板液位計LI-110763，方便對照觀察液位。

(1)液位過程控制:液位變送器(LT-110509)輸出信號送人DCS中控制器(LIC.110509)，LIC-110509輸出信號使調(diào)節(jié)閥(LV-110509)調(diào)節(jié)控制液位(表1-2)。

(2)液位低低聯(lián)鎖:液位變送器(LT-110507)和(LT-110509)信號送人DCS中，在 DCS中與低液位聯(lián)鎖設定值做比較，若低于設定值，則發(fā)出聯(lián)鎖信號，經(jīng)選擇器(HS-110509)二選一后輸出聯(lián)鎖信號，停泵(P11007A/B)(表1-3)。

儀表情況簡介:故障儀表為液位變送器。

位號:LT-110507。

型號規(guī)格:EJA118W-EMSA1CA-AA03-94DA/NS1(0~24.794kPa)，帶吹掃環(huán)。

(二)故障描述及處理過程

1.故障前工藝情況

故障發(fā)生前生產(chǎn)裝置運行正常，工藝參數(shù)沒有異常及波動，工藝及儀表操作人員最后一次巡檢時儀表顯示正常。

2.故障現(xiàn)象及描述

2020年9月25日，甲醇裝置中控工藝操作人員發(fā)現(xiàn)LT-110507和LT-110509液位變送器測量值顯示不同步，且LT-110507液位變送器測量值波動范圍較大。通知凈化單元操作工前往現(xiàn)場查看情況，對照現(xiàn)場就地磁翻板液位計L1-110763發(fā)現(xiàn)，其值與LT-110509液位變送器顯示值基本接近，LT-110507液位變送器顯示偏差值則大。LT-110507趨勢圖如圖1-28所示。

3.影響范圍

LT-110507和LT-110509設置液位低低聯(lián)鎖P11007A/B(熱再生塔/回流泵)，屬于A類聯(lián)鎖重點儀表。如故障引發(fā)聯(lián)鎖停泵，則工藝生產(chǎn)不穩(wěn)定，后果嚴重。儀表安裝位置圖如圖1-29所示。

4.儀表及系統(tǒng)處理過程

操作人員發(fā)現(xiàn)儀表故障后聯(lián)系儀表操作人員處理，按公司相關制度辦理完檢修手續(xù)及票證后，通知搭設腳手架檢修平臺人員、敷設長管空呼人員到位。

中控工藝操作員切換至 LT-110509(HS-110509二選一)控制，現(xiàn)場加強對照現(xiàn)場就地磁翻板液位計LI-110763顯示，并提前辦理儀表聯(lián)鎖切除相關制度手續(xù)，預防緊急聯(lián)鎖影響正常工藝生產(chǎn)。

全部準備工作確認完成后，現(xiàn)場工藝操作人員關閉正負壓側取根部閥。儀表操作人員緩慢拆卸連接螺栓，釋放根部閥至膜盒間殘留工藝介質(zhì)，兩處管線殘留介質(zhì)流出后均用廢液收集桶將其安全回收處理。確認液位變送器根部閥均無泄漏后，用臨時盲板隔離(圖1-30)。

儀表拆除清理干凈后，檢查發(fā)現(xiàn)正壓側膜片有空鼓情況出現(xiàn)。確認膜片已壞，決定更換備表，之后校驗備件表單，參數(shù)核對正確后更換，復位安裝完成后進行投表作業(yè)。依次打開正壓側和負壓側閥門后，液位變送器表頭顯示Er.07故障代碼(表1-4)，問題并未得到有效解決。

重新操作一遍工藝隔離、儀表拆檢流程，排查問題，重點檢查吹掃環(huán)中的金屬纏繞墊片有無安裝偏差，膜盒壓力檢測部是否擠壓檢測膜片造成測量值超限故障。法蘭安裝如圖1-31所示。

經(jīng)復查安裝均符合標準，再次投表觀察，發(fā)現(xiàn)正壓側投用時壓力值上升緩慢，再投用負壓側后壓力值立馬顯示負超限值。遂工藝切出檢查正壓側取源系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)正壓側取源管線內(nèi)工藝介質(zhì)只有少量且流出非常緩慢，判斷取源管線臟堵，造成測量值波動且與另一液位變送器測量值產(chǎn)生較大偏差。后工藝處理希望通過銅錘適度敲擊震動管線，使臟堵物自行排出。結果適得其反，取源管線彎頭處完全被堵死，無法取壓使用。臟堵物堵塞位置見圖1-32。

工藝臨時補救措施:由于儀表測量點參與控制并涉及聯(lián)鎖，工藝要求必須投用，故LT-110507正壓側法蘭通過增加三通管道，接入LI-110763現(xiàn)場就地磁翻板液位計取源口，負壓側膜盒法蘭安裝位置保持不變。緊急加工并安裝三通管道，重新計算參數(shù)，裝置投用后正常顯示。

經(jīng)過工藝辦和設備辦開會討論方案后決定，按公司制度流程完成編制相關文件臨時變更手續(xù)。同意裝置臨時性觀察投用，并增加巡檢頻次，待公司年度大修時清通取源管線，復位LT-110507液位變送器及參數(shù)，消除設備隱患。臨時變更安裝位置如圖1-33所示。

故障性質(zhì):這是一起因儀表液位變送器膜片損壞及取壓管線堵塞失效造成的故障，屬于檢測失效故障類型。中控工藝操作人員發(fā)現(xiàn)異常并及時識別出該故障，故沒有造成更大的損失。

(三)故障原因分析

1.主要原因

(1)經(jīng)儀表拆除檢查發(fā)現(xiàn)，液位變送器正壓側膜片有空鼓情況出現(xiàn)，確認膜片已損壞。液位變送器膜盒失效是LT-110507液位變送器測量值大幅波動的主要原因。

(2)液位變送器取源管線堵塞。測量介質(zhì)中含有雜質(zhì)，在液位變送器取源管線中沉淀造成堵塞，取源管線堵塞是LT-110507液位變送器測量值回零的主要原因。原設計階段，工藝根據(jù)相關經(jīng)驗建議采取了儀表防堵相關措施，在采購階段落實增加了

2.次要原因

儀表吹掃環(huán)附件，但在設備安裝施工階段僅安裝了吹掃環(huán)(圖1-34)，并未引入相應的吹掃管線。由于施工圖并未變更增加吹掃管線相關設計，致使吹掃環(huán)安裝后淪為擺設并未起到應有的作用。后續(xù)投入生產(chǎn)期間也無人發(fā)現(xiàn)此問題，直至取源管線堵塞發(fā)生。

3.管理原因

負責原裝置的儀表工程師離崗，后接管儀表工程師未關注到原設計安裝偏差內(nèi)容，對現(xiàn)場重點涉及聯(lián)鎖儀表未定期清洗排污和定期檢測是本次故障的管理原因。

四、防范措施及建議

1.經(jīng)驗教訓

(1)儀表選型時一定要仔細核對儀表接液材質(zhì)是否滿足被測介質(zhì)要求。

(2)對于含有雜質(zhì)的測量介質(zhì)，儀表取源管線盡可能粗，并采取在線沖洗措施。

(3)儀表點巡檢工作至關重要，直接影響到工藝系統(tǒng)穩(wěn)定。根據(jù)儀表設備重要等級劃分規(guī)則，每天按巡檢制度要求及時檢查A類重點儀表，對可能出現(xiàn)的情況提前上報分析處理。增加各裝置交叉巡檢制度，確保各儀表設備巡檢工作落實到位。完善相關聯(lián)鎖儀表搶修應急預案，加大對應急預案的培訓和演練力度，提高儀表維護人員處理突發(fā)事件的能力。

2.防范(反事故)措施

嚴格執(zhí)行重點儀表年度校驗，對照設計資料現(xiàn)場逐臺核對信息。對僅安裝了吹掃環(huán)、未引人相應的吹掃管線的儀表，實施整改，并配合工藝制定吹掃方案，確保反吹掃介質(zhì)、流程、頻次等按計劃實施。

注：本文摘自儀表圈編輯的《儀表問答》，感謝儀表圈的團隊！