一段炉炉膛压力控制改进

1、一段炉炉膛烟气压力控制改进商凤羽（锦西天然气化工有限责任公司辽宁葫芦岛125001）摘要本文详细介绍了合成氨一段炉炉膛烟气压力控制改进的情况，对仪表设计选型加以分析介绍，比较改进前后的仪表运行及维护，为保证仪表进而保证装置稳定运行积累经验。关键词负压压力开关智能变送器联锁我厂自1993年8月18日产出合成氨、8月28日产出合格尿素至今已运行十余年了，曾多次创造A级连续超百天等运行佳绩。在装置运行过程中，各专业技术人员不断摸索，及时总结经验教训，为后续工作积累素材。合成氨装置的一段转化炉是转化段的核心部分，原料气CH4与水蒸气H2O在此发生转化产生合成氨的原料之一H2气，而一段炉炉膛烟气压力的控

2、制无疑尤为重要，因为一旦炉膛烟气压力为正压，炉膛内温度高达860的烟气冲出一段炉壁所造成的损失将不可估量。原烟气压力控制方案简介.安装位置从日产1000吨合成氨装置工艺流程图册（CF BRAUN INC）中KD42页的一段转化炉空气分配管道仪表流程图上，我们看到炉膛烟气压力取压点位于辐射段上方对流段下方，烟气压力由两根引压管线分别接一台压力变送器PT167和一台压力开关PSHH283。现场实际情况是其中PT167引压管线较长，变送器安装在炉外FV105平台上的保温箱里；PSHH283引压管线较短，压力开关直接安装在取压点旁炉膛辐射段顶较热的通道里，这种高温环境对开关中的精密机械部件非常不利。.

3、控制方案100PICALH167该回路设计现场部分为：压力变送器PT167，输出4-20mA信号到主控接线柜；电气转换器PY167，接受主控调节器PC167输出的4-20mA信号，输出相应气信号到炉膛顶部引风机挡板阀PV167A/B；三通电磁阀PY167A安装在电气转换器输出到阀的气路上，接受主控来的联锁数字输出或信号，完成联锁动作。该回路设计主控部分为：100PALH167，在主控CRT上对炉膛烟气压力低高于组态设计值时报警；调节器PC167在CRT上显示PT167实时值并与给定值比较后按偏差调节引风机挡板阀PV167A/B开度，保证炉膛负压。100PAH283现场部分：压力开关PSHH28

4、3为压力高联锁，正常时接常闭触点，炉膛压力达设定值时触点断开，即输出数字信号由“”变“”。主控部分：PAHH283执行报警及联锁动作，主控设置维修旁路PHS283以方便维修、满足其他要求等，PHA283为是否打旁路进行报警提示。.仪表的选型及运行选型PT167选用Rosemount公司生产的1151DP3E，设定量程为10 mmH2O至80mmH2O。1151系列变送器以其可靠的质量、稳定的性能享有良好的信誉。这种变送器有一可变电容敏感元件即“”室，压力通过隔离膜片和灌充液传递到测量膜片的另一侧。测量膜片的位置由其两侧的电容极板检测出来。经过处理转换成420mA信号。CHCL1151系列变送器

5、工作原理表达式：PIref CHCL其中，P被测流程压力，Iref恒定电流，CH高压侧极板和测量膜片之间的电容，CL低压侧极板和测量膜片之间的电容。PSHH283选用型号为BOURDONPX/TX的压力开关，见图。BOURDONPX/TX压力开关由膜片、弹簧、触点组成，当压力作用到敏感膜片上时，它就产生一个力作用到弹簧上，当这个力超过弹簧的张力（大小由设定点决定）时，开关触点动作；压力降低时弹簧恢复原来状态，开关也恢复常态。 图中：EG刻度标尺 M微动开关 VB 锁定螺丝VR 调节螺丝图一压力开关结构示意图R 弹簧从图一中可见，波登开关属于机械式结构。PSHH283所选开关的量程范围是20 m

6、mH2O至100mmH2O。PT167运行良好，一般情况只做零点检查，每隔三年拆回校验一次，精度和变差均符合要求。由于一段炉烟气压力正常值约为3mmH2O，PSHH283检测部分的膜片就要求足够大，又由于环境温度高等苛刻条件开关的材质必须保证，开关显得大而笨重。因此PSHH283的拆卸、调校、安装固定都很不方便；另外，最大的弊端是开关的回差太大（8mmH2O），即当烟气压力由正常值3mmH2O突变为5mmH2O以上时开关才动作，而PSHH283的联锁值是0mmH2O，很明显使用这种开关已经太危险。改进后的烟气压力控制.仪表选型与科技发展同步的新型仪表随着电子与通讯技术的迅猛发展，osemoun

7、t公司推出了1151Smart变送器。1151Smart变送器是一种有微处理器的仪表，在原来仪表基础上增加了先进的通讯功能。使用罗斯蒙特268型智能仪表接口可以从控制室、变送器安装现场或回路中的任何端点同1151Smart变送器进行通信，但在接线端点与电源之间必须有不小于250的电阻。268接口可对1151Smart变送器进行：在线查询在线测试在线和离线组态数字微调从而完成用户所要进行的各种任务。目前1151Smart变送器已在我厂得到广泛应用。.1.借鉴同类厂使用经验1997年10月，第十三届大型合成氨装置技术年会在四川涪陵的建峰化工总厂召开。来自全国各地一线的技术人员热烈讨论了生产中的问题

8、，交流设备使用经验。来自镇海炼厂仪表车间的主任谈到他们已有20的仪表改用了智能型；沧州大化肥已将全部压力开关取消，改用压力变送器，使用情况非常令人满意。大大降低了故障率，减轻了维修人员负担。同时造价并没有增高，因为压力开关和变送器价格相当。.1.仪表选用我厂引入智能仪表是有计划分批进行的。早在1997年合成装置仪表PT167、PT185A/B等就率先换用了智能变送器。PT167型号为1151DP3S12D3I8，设定量程为5至60mmH2O。PT167改进后量程减小，使检测更加灵敏，炉膛压力发生微小变化就能检测出来。2000年3月大修期间，合成仪表检修人员取消了压力开关PSHH283，改用两台

9、智能差压变送器PT283和PT283A。型号为1151DP3S，组态使用量程为10至90mmH2O。.改造效果因为268通讯接口使用非常方便：安装在现场的在线变送器，只须打开端盖，将268挂接在信号线的两个接线端子上；在主控室内亦如此。仪表人员可随时对检测参数和仪表本身进行检查，并能帮助工艺操作人员更好地分析工艺运行过程。使用效果非常好。变送器后，变送器安装在炉外平台直接固定在篦子板上的保温箱里，仪表运行环境得到了改善。主控修改了联锁，将与变送器相对应的两个软开关PSHH283和PSHH283A相“与”做二选一执行联锁，增加了动作的可靠性。见年产30万吨合成氨装置PLC联锁逻辑图2001.6版19页空压机停车逻辑图PB40。小结本次改进成功的经验表明，原始设计方案虽然合理，选型也许很先进，但它毕竟只代表当时的技术水平。我们要不断学习新知识，掌握新技术，大胆探索，积极思考。因为我厂是引进型大化肥，仪表设备及调节阀来自十几个国