硫黃回收裝置再生酸性氣流量回零聯(lián)鎖

硫黃回收裝置再生酸性氣流量回零聯(lián)鎖

(一)基本情況

1.裝置及單元簡介

某煉油廠硫黃回收裝置采用兩頭一尾設(shè)計(jì)，由制硫、尾氣處理和液硫成型三個(gè)部分組成。制硫部分的規(guī)模為2x3萬噸/年，尾氣處理和液硫成型部分的規(guī)模為6萬噸/年。裝置的原料氣一部分是來自脫硫聯(lián)合裝置和硫黃回收裝置再生塔頂?shù)脑偕嵝詺猓硪徊糠质莵碜运嵝运嵫b置脫硫化氫塔頂?shù)钠崴嵝詺?。裝置于2009年建成投產(chǎn)。

2.回路及儀表簡介

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有兩塊平衡式流量計(jì)FT-10304A/B，用于測(cè)量再生酸性氣流量。變送器采用羅斯蒙特3051C系列，材質(zhì)為316L，兩塊變送器從同一測(cè)量元件引出測(cè)壓，儀表引壓管先從測(cè)量元件斜向上45°引出，再向下連接至變送器。兩塊變送器分別在引壓一次閥后設(shè)置反吹氮?dú)庋b置，通過風(fēng)壓傳導(dǎo)介質(zhì)壓力，防止銨鹽結(jié)晶，堵塞引壓管，地面設(shè)有測(cè)量反吹氮?dú)饬髁康?/span>現(xiàn)場(chǎng)指針型金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)，流量設(shè)置為40NL/h。

FT-10304A硬接線至DCS。用于內(nèi)操監(jiān)測(cè)數(shù)值，變送器差壓量程為0~5.65kPa，流量量程為程為0~2200kgh,與再生酸性氣流量調(diào)節(jié)閥FV-10304組成集散控制系統(tǒng)PID控制回路;FT-10304B硬接線至SIS并將測(cè)量數(shù)值通信至DCS顯示，差壓量程為0~0.353kPa，流量量程為程為550Kg/h,FT-10304B設(shè)置1取1低低流量220kg/h聯(lián)鎖，聯(lián)鎖觸發(fā)時(shí)切斷閥XV-10306切斷制硫爐進(jìn)料。正常工況下，再生酸性氣流量在1700kg/h左右，溫度在60℃左右。平衡式流量計(jì)FT-10304A/B現(xiàn)場(chǎng)安裝情況如圖1-48所示。

(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(yùn)行正常，工藝參數(shù)沒有異常及波動(dòng)。發(fā)生故障前，儀表維護(hù)人員最后一次巡檢儀表指示正常。

2.故障現(xiàn)象及描述

2021-06-15T8:57硫黃回收裝置制硫爐(制硫燃燒爐)F101聯(lián)鎖停車，查看SOI(Sequence of Event，事件順序記錄)發(fā)現(xiàn)測(cè)量再生酸性氣流量儀表FT-10304B在8:57:29觸發(fā)制硫爐低低聯(lián)鎖，同一時(shí)間切斷閥XV-10306關(guān)閉，使再生酸性氣停止進(jìn)料。SOE如圖1-49所示。

FT-10304B作為SIS1取1聯(lián)鎖儀表，通過查看DCS趨勢(shì)圖得知停車前流量趨勢(shì)穩(wěn)定在**量程550kg/h，然后流量瞬時(shí)回零，結(jié)合SOE可以判斷出流量回零時(shí)間為8:57:29。正常工況下FT-10304A/B再生酸性氣流量數(shù)值在1700kg/h左右波動(dòng)，因?yàn)镕T-10304B量程上限為550kg/ h，所以無法通過DCS趨勢(shì)圖準(zhǔn)確判斷出流量是否在550~1700kg/h區(qū)間有較大波動(dòng)。

通過FT-10304A/B趨勢(shì)圖可以看出FT-10304A在FT-10304B流量回零后也瞬間回零，結(jié)合 SOE中FT-10304B在8:57:29流量回零觸發(fā)制硫爐低低聯(lián)鎖，同時(shí)切斷閥XV-10306切斷進(jìn)料可以判斷，F(xiàn)T-10304A是在FT-10304B流量回零觸發(fā)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料后流量回零的。因此根據(jù)初步判斷將聯(lián)鎖原因指向FT-10304B。FT-10304A/B趨勢(shì)圖如圖1-50所示。

3. 故障影響范圍

由于FT-10304B低低觸發(fā)制硫爐F101聯(lián)鎖，再生酸性氣切斷閥關(guān)閉，故進(jìn)行摘除儀表聯(lián)領(lǐng)緊急處理，現(xiàn)場(chǎng)中斷進(jìn)料半小時(shí)。現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)為儀表故障后，為了避免對(duì)裝置產(chǎn)生更大影響，先恢復(fù)進(jìn)料繼續(xù)生產(chǎn)，儀表人員則繼續(xù)處理故障。

4.儀表及系統(tǒng)處理過程

儀表人員確認(rèn)工藝摘除聯(lián)鎖并開好相關(guān)作業(yè)票后，檢查FT-10304B變送器接線盒，接線盒內(nèi)無進(jìn)水，接線牢固，分支電纜屏蔽未發(fā)現(xiàn)異常，供電電壓正常，變送器現(xiàn)場(chǎng)回路打壓聯(lián)校正常。

關(guān)閉一次閥與氮?dú)夥创甸y檢查并疏通FT-10304B引壓管，發(fā)現(xiàn)負(fù)壓側(cè)引壓管排出積液拆開三閥組檢查FT-10304B變送器膜盒。發(fā)現(xiàn)膜盒外觀無腐蝕，負(fù)壓側(cè)膜盒有積液。清理正變送器后，零點(diǎn)正常無漂移。打開反吹氮?dú)忾y門，正負(fù)壓側(cè)氮?dú)夥创盗髁拷燥@示為40NL/h為，但變送器差壓為正壓，對(duì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)行氣密檢查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)與變送器負(fù)壓側(cè)壓管前端接口有氮?dú)庑孤?，緊固接口，重新投用，氮?dú)夥创挡顗簽榱?。隨后對(duì)FT-10304B7儀表重新投用、使用正常。

5.故障性質(zhì)

這是一起因氮?dú)夥创缔D(zhuǎn)子流量計(jì)接口泄漏使流量不準(zhǔn)、壓力不足，進(jìn)而導(dǎo)致引壓管帶液使儀表失效造成的聯(lián)鎖故障。

(三)故障原因分析

1.故障前儀表可靠性評(píng)價(jià)

聯(lián)鎖儀表FT-10304B為1取1聯(lián)鎖，在DCS顯示量程上限過小，內(nèi)操無法有效監(jiān)測(cè)聯(lián)鎖儀表數(shù)值波動(dòng);氮?dú)夥创缔D(zhuǎn)子流量計(jì)未定期檢查，當(dāng)?shù)獨(dú)夥创祲毫Σ蛔銜r(shí)，易導(dǎo)致引壓管內(nèi)存液，進(jìn)而導(dǎo)致儀表失效，降低聯(lián)鎖回路的可靠性。

2.失效分析

(1)直接原因:由于再生酸性氣本身帶有少量的水汽，并且近期環(huán)境溫度波動(dòng)較大，導(dǎo)致引壓管處有液體產(chǎn)生，又由于低壓側(cè)氮?dú)夥创缔D(zhuǎn)子流量計(jì)與引壓管接口處漏氣，氮?dú)鈱?shí)際流量小于顯示流量，導(dǎo)致氮?dú)鈮毫Σ蛔?，使積液進(jìn)入低壓側(cè)引壓管，液體緩慢在引壓管回彎處積累儲(chǔ)存，當(dāng)存至一定量時(shí)，液體突然落下，進(jìn)而使變送器流量突然回零觸發(fā)硫黃回收裝置制硫爐F101聯(lián)鎖停車。

(2)間接原因:由于FT-10304A/B正常工況下流量在1700kg/h左右，F(xiàn)T-10304B量程上限為550kg/h，設(shè)計(jì)為聯(lián)鎖用，F(xiàn)T-10304A量程為2200kg/h，設(shè)計(jì)為監(jiān)測(cè)用，當(dāng)聯(lián)鎖儀表FT10304B流量數(shù)值波動(dòng)時(shí)，無法有效監(jiān)測(cè)到流量的變化，迅速做出判斷，干預(yù)聯(lián)鎖的發(fā)生。 FT-10304A與FT-10304B設(shè)置在DCS的不同畫面中，內(nèi)操監(jiān)盤以FT-10304A所在畫面為主， FT-10304B“聯(lián)鎖”畫面單獨(dú)設(shè)置在另一頁，也不利于有效監(jiān)盤。

(3)管理原因:引壓管未設(shè)置伴熱線，也未對(duì)引壓管進(jìn)行保溫處理，未考慮介質(zhì)溫度波動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致積液流人引壓管使流量大幅波動(dòng)。FT-10304B氮?dú)夥创缔D(zhuǎn)子流量計(jì)自2019年檢修后疏于檢查，誤認(rèn)為其流量檢測(cè)準(zhǔn)確有效，沒有保證設(shè)備的完整性。

(四)防范措施及建議

1.防范措施

(1)加強(qiáng)對(duì)裝置內(nèi)聯(lián)鎖儀表氮?dú)夥创缔D(zhuǎn)子流量計(jì)的完整性檢查，確保流量準(zhǔn)確，反吹效果達(dá)到使用要求。

(2)由于正常生產(chǎn)狀態(tài)下FT-10304B處于滿量程狀態(tài)，更改FT-10304B流量計(jì)流量量程上限至2200kg/h，同F(xiàn)T-10304A流量計(jì)流量量程上限一致，增加FT-10304B流量計(jì)在DCS主要聯(lián)鎖界面的顯示，方便與FT-10304A示值進(jìn)行對(duì)比;增加FT-10304B流量波動(dòng)報(bào)警，加強(qiáng)內(nèi)操對(duì)儀表的監(jiān)盤。

2.改進(jìn)建議

(1)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)此類情況的聯(lián)鎖儀表進(jìn)行排查，在下一次大修時(shí)對(duì)聯(lián)鎖儀表FT-10304B增加伴熱系統(tǒng)，減小再生酸性氣積液進(jìn)入儀表引壓管的概率。

(2)將變送器設(shè)置在取壓點(diǎn)上方，在管廊上方增加操作平臺(tái)，從根本上杜絕積液情況。   

(3)修改聯(lián)鎖條件,增加聯(lián)鎖系統(tǒng)的實(shí)用性，再生酸性氣流量聯(lián)鎖為I取1聯(lián)鎖，易發(fā)生儀表失靈導(dǎo)致的誤停車事故，風(fēng)險(xiǎn)較大，將再生酸性氣流量低低停爐聯(lián)鎖邏輯修改為再生酸性氣和汽提酸性氣總流量低低停爐聯(lián)鎖邏輯，完善聯(lián)鎖方案，兼顧安全性和實(shí)用性。

注：本文摘自儀表圈編輯的《儀表問答》，感謝儀表圈的團(tuán)隊(duì)！