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。生產活動中，在線分析儀表必須有較好的的能效，可以對生產區(qū)內有毒可燃氣體的含量進行監(jiān)測，為人員安全、裝置的安穩(wěn)運行提供必要的條件。由于工況相對苛刻，加上周圍環(huán)境的影響，個別分析儀表測量值存在一定的誤差和滯后性。本文通過對空分裝置分析儀表的一次技改，為安全生產穩(wěn)定創(chuàng)造了可靠條件。

關鍵詞：煤化工；分析小屋；在線分析儀表；氣體檢測器

緒論

在線分析儀表是自動、連續(xù)測量被測介質組分的工業(yè)儀表，在工藝操作中，該結果可作指示、記錄、報警、控制等作用。但是，由于原料復雜、工況苛刻、相關組分和干擾因素多等，在線分析儀表故障率高、維護量大、穩(wěn)定性差且誤差持續(xù)增加，嚴重降低了在線分析儀表在生產中發(fā)揮能效。

現(xiàn)場分析小屋

現(xiàn)場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、標準氣、儀表空氣、供電、信號電纜和預處理系統(tǒng)等公用工程，并采用防震、防靜電、防塵、屏蔽、抗干擾等措施。根據現(xiàn)場的需要，還需安裝聯(lián)鎖報警系統(tǒng)，為儀表提供了良好的操作運行環(huán)境，增強了系統(tǒng)的可靠性，確保儀表的安全、正常運行。

3 空分裝置新增氣體檢測器的技改

3. 改造原因

根據《空分裝置增加空氣質量在線分析儀的報告》中的相關要求，為確保操作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)空氣質量變差的現(xiàn)象和采取相應的措施，我們需對裝置負荷進行調整，防止發(fā)生設備損壞、人員傷亡、爆炸等事故。同時，需增加固定時檢測器進行實時監(jiān)控。具體如下：

化工基地化工企業(yè)逐步增多，空氣質量變差。天氣狀況變化快，空分裝置原料吸入口有時處于下風口，空氣污染后易被吸入。園區(qū)突發(fā)停車時，大量二氧化碳、碳氫化合物會進入空氣中，造成空氣中二氧化碳、碳氫化合物超標。

目前采用質檢中心取樣手動分析，分析結果相對滯后，無法及時反映空氣質量狀況。空分裝置每小時加工空氣量都在五十萬立方米，如空氣中二氧化碳、碳氫化合物超標后每小時帶入空分設備中的總量較大。操作人員不能及時掌握空氣質量情況，當空氣質量出現(xiàn)異常時，不能及時采取措施調整裝置負荷，對裝置的安全運行埋下了隱患?？諝庵卸趸肌⒁谎趸?、碳氫化合物超標后，進入精餾塔，在液氧或富氧液體中積聚，易發(fā)生爆炸事故。國內外因空氣質量差，導致主冷發(fā)生爆炸的事故已發(fā)生數起。

3. 改造方案

在F01空氣過濾器下方離入口500mm處的鋼梁上并排安裝3臺氣體檢測器，敷設信號電纜至位于空壓機廠房氮壓機北側現(xiàn)有的空余接線箱，并組態(tài)、調試及投運。

3.2.1儀表支架安裝

儀表支架采用2"鍍鋅管預制，固定于F01入口正下方或側方鋼梁，垂直安裝，立柱長度700mm。

3.2.2檢測器安裝

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

3.2.3系統(tǒng)組態(tài)

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

3.3 風險評估

現(xiàn)場環(huán)境中時常存在可燃有毒氣體，故儀表新增會出現(xiàn)頻繁波動。

措施：工藝人員加強現(xiàn)場比對，防止誤操作。

4 空分裝置增加空氣質量在線分析儀的報告

4. 裝置的作用與原料

烯烴空分裝置生產氧氣、氮氣、儀表空氣、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。空氣質量以滿足環(huán)境空氣質量標準（GB3095-2000）的二級標準為準。

4. 空氣質量標準

4.3 原料質量指標管理

空氣中除氧、氮外，還有少量的水蒸氣、二氧化碳、乙炔和其他碳氫化合物等氣體，以及少量的灰塵等固體雜質。上述雜質在每立方米空氣中雖然含量不大，但由于大型空分設備每小時加工空氣量都在幾十萬立方米。因此，每小時帶入空分設備中的總量還是比較明顯的。這些雜質，對空分設備都是有害的。隨著空氣冷卻，被凍結下來的水分和二氧化碳沉積在低溫換熱器、透膨脹機或精餾塔里，對通道通道、管路以及閥門造成堵塞；乙炔聚集在液氧中有爆炸的危險；灰塵會對機械造成磨損。

為了保證氧氣生產的安全，對空壓機吸入口處空氣中烴類的可燃物資有一定的限制。根據GB16912-1997《氧氣及相關氣體安全技術規(guī)程》的規(guī)定，氣體雜質含量應低于表2中的允許極限含量。

4.4 空氣質量差的危害

（1）分子篩吸附失效，部分水分和二氧化碳穿透分子篩進入低溫換熱器、透膨脹機或精餾塔里，就會堵塞通道、管路和閥門，影響裝置安全穩(wěn)定運行。

（2）空氣中碳氫化合物超標后，在裝置氧氣富集區(qū)內，易發(fā)生爆燃事故。

（3）碳氫化合物、乙炔等進入精餾塔，在液氧或富氧液體中積聚，可能導致主冷爆炸事故。

綜上所述，為確保操作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)空氣質量變差的現(xiàn)象和采取相應措施，有必要對裝置負荷進行調整，防止發(fā)生設備損壞、人員傷亡、爆炸等事故。我們在空分裝置過濾器F01入口增加了在線空氣質量分析儀。

5 結語

通過本次技改，空分裝置生產運行一年時間后，過濾器F01入口有所增加，在線空氣質量分析儀運行狀況良好，分析數據穩(wěn)定、可靠，分析系統(tǒng)維護量小，對空分裝置的穩(wěn)定運行有極大的保障作用，同時為裝置的安全運行提供了有效的幫助。

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