为什么说不懂工艺的仪表，下场很惨！

2022-10-20 09:56:34

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甲苯氧化装置是该企业的最重要一环，是以甲苯为原料生产苯甲酸的装置。2021年7月13日，某化工厂因工艺需要对B氧化装置增加风量，由8000Nm3/h增加到8500Nm3/h后，操作人员突然发现反应装置液位缓慢下降，压力逐渐升高，在进行相关补救操作后，现象依旧没有显著改善。随后与四个分相器相连的下级分层槽出料流量迅速上升直至超出流量计量程值，第四级分相器压力PT-01125B报警（压力值0.74MPa），操作人员将流程图切换到B装置尾气处理画面，发现第四级分相器压力调节阀PV-01125B处于手动状态……故障的真正原因是什么呢？又该如何避免此类事故的发生呢？

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*尾气处理流程图

注：红色方框为四级分相器温度TT-01117b 压力 PT-01125B 控制阀PV-01125B 

 

*PT-01125B现场安装位置

 

该装置2015年建成并投产，后经扩建，现在达到年生产能力二十万吨。主要工艺流程是在反应器中维持一定液位的甲苯，然后通入压缩空气在催化剂的作用下进行氧化反应，而氧化作用会放出巨大的热量，用工人的话讲，甲苯氧化装置就像一个“核弹”！危险性可想而知。因此，反应后的尾气需要通过层层降温、分相，经过四级冷凝器、四级分相器后进入环保回收装置。回收靠调节阀门开度控制，常用开度64%；阀门开度靠压力测试控制，正常工作压力0.73MPa，高高报警0.75MPa。
 
当天中午11时，因工艺需要对氧化装置增加风量，到13时，操作人员发现装置液位下降，压力升高，可能触发高高报警。进行补救操作后无明显改善，13时14分，果然引发了第四级分相器压力高高报警！操作人员将压力调节器投入“自动”，并减少进风量，13时37分工艺系统恢复正常。
 
该项目共使用WX3000系列压力差压变送器近50台，在投产半年左右时间后开始出现“莫名其妙”的联锁，检查过程中发现出问题的仪表都出现信号“掉零”的故障，当时我们对相关回路的浪涌保护器、安全栅甚至DCS系统模块进行了更换，但是问题并没有得到解决，所使用的信号电缆均符合要求，并可靠接地，还进行了绝缘和接地电阻测试也符合要求，于是怀疑是现场变送器造成的。涉及到的仪表达到了近20台，因生产需要对现场关键联锁控制回路的8台压力差压变送器更换了其他品牌的仪表，信号故障问题得到解决。通过持续观察现场故障仪表，有些现场仪表显示屏上不定时出现重启的界面，同时DCS系统数据“掉零”，数据故障报警，检查仪表内部设置参数没有被篡改，因此可以确定现场变送器是造成故障的主要原因。
 

*DCS系统报警记录

 

*分层槽流量DCS趋势

 
将变送器寄回厂家测试，反馈是主电路板故障，更换了剩余10多台压力变送器主电路板后，仪表显示稳定没有出现数据“掉零”故障。此后几年也有些仪表出现数据“掉零”故障，但均通过更换主电路板的方式解决了。
 

*PT-01125B“掉零”DCS趋势图

 

*控制阀PV-01125B切回自动DCS画面

 
也正是因为这样，几十台仪表故障“此起彼伏”的“掉零”，报警、故障、换表的无休止循环，甚至更换了压力变送器的品牌仍然跳不出这个循环“怪圈”。“报警泛滥”导致了操作人员们对此已经“见怪不怪”了！此次压力故障产生的报警记录淹没在众多报警中……
 
为何仪表人员无法彻底解决故障，保证装置运行的“长治久安“？
 
甲苯氧化装置运行环境复杂，跨度大。涉及仪表分布1至-4楼，有室内、有室外；现场多数管道配有“保温气“。现场的高温、潮湿、震动、腐蚀等都会加速电子老化，电路板寿命缩短，仪表不稳定性增加，再加上仪表质量方面的缺陷，造成了”报警洪水“始终无法堵住。
 
工艺参数失调，引发联锁停车风险增大，造成对安全报警“麻木”，究其原因，是没有考虑到生产工艺、现场环境对仪表正常使用产生的影响。仪表人员频繁更换仪表，无法达到标、本兼治。
 
对于一个化工企业来说，报警管理是非常重要的工作。杜绝故障一再发生，需要找到引发故障的根本原因，这是一个要从工艺、仪表、环境多方面综合分析的过程。

 

防范措施和改进建议
 

01. 对于关键工艺点可选择可靠性较高的仪表。特别是对于选择插入式法兰的仪表，因与设备相连的根部没有阀门，一旦发生故障，在不停工的情况下几乎无法更换。

 

02. 与工艺、安全技术部门共同研究，设置合适的报警分级和报警管理。

 

03. 完善操作规程，对报警参数追查到底并检查相关调节、联锁回路是否处于正常状态。

 

04. 与工艺技术部门研究能否改变仪表选型，如采用平法兰加装根部阀门。

 

在《仪表问答案例汇编》这本书里还有很多这类现场故障实例，既教会你工艺过程，又教会你故障分析的方法，这本解决仪表人当下具体问题的实用读物，推荐给你！

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