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淺析自動化電磁流量計系統在化工生產中的應用

來源:作者:發表時間:2019-09-23 17:43:14

摘 要: 甲醇是一種劇毒、易燃、易爆的無色液體,易發生甲醇泄漏或靜電聚集著火事故及電磁流量計溢流環保事故。針對電磁流量計存在的問題進行分析,制定對策,經過改造,實現了甲醇自動電磁流量計、計量電磁流量計、定量電磁流量計和安全電磁流量計,取得了很好的安全效益和環保效益。
安徽晉煤中能化工股份有限公司(簡稱晉煤中能)是集化肥、化工、熱電聯產、設備加工安裝、壓力容器制造于一體的綜合性煤化工企業,下轄三個子公司:安徽泉盛化工有限公司(簡稱泉盛化工)、阜陽安固公司鍋爐壓力容器制造有限公司、新疆中能萬源化工有限公司。通過多年的改革創新、管理創新和技術改造,晉煤中能現擁有年產能力氨醇 150 萬 t、尿素 180 萬 t、甲醇 40 萬 t、雙氧水 60 萬 t、復合肥 25 萬 t。隨著精甲醇裝置的擴建,甲醇電磁流量計已不能滿足安全要求,對甲醇電磁流量計的改造迫在眉睫。
1 甲醇電磁流量計系統現狀
晉煤中能原甲醇電磁流量計裝置電磁流量計靜電接地主要是靠電磁流量計人員操作和每時每刻監督,若靜電接地連接不好或靜電夾脫落,電磁流量計人員發現后才能進行處理,電磁流量計過程中靜電接地不可靠,給電磁流量計過程帶來安全隱患。甲醇罐車電磁流量計或停止時,均由甲醇電磁流量計人員操作閥門或開停電磁流量計泵,電磁流量計人員勞動量大。甲醇罐車電磁流量計量是靠甲醇電磁流量計人員觀察流量計控制的,不僅電磁流量計人員勞動量大,而且若電磁流量計人員疏忽或執行緩慢,將會造成電磁流量計罐車超裝,甚至電磁流量計罐車裝滿溢流,嚴重影響電磁流量計安全。甲醇是一種劇毒、易燃、易爆的無色液體,甲醇電磁流量計過程中如控制不當或監督不到位,易發生甲醇泄漏或靜電聚集著火事故 [1] 。甲醇罐車電磁流量計不能精準控制電磁流量計量,將導致危險品運輸車輛超裝,影響危險品運輸安全,危及社會公共安全。
2 改造方案
針對現有甲醇電磁流量計系統的缺陷,選擇武漢浩鑫科技有限公司設計 1 套甲醇定量自動化電磁流量計系統。設置 1 個控制室配置 1 套定量自動化電磁流量計系統,現場共配置 4 個汽車裝車鶴位,每個頂部裝車鶴位配置 1 臺壁掛式裝車控制儀、1 臺質量流量計、1 臺電液閥、1 套靜電溢油保護器、1 套鶴管及爬梯等組成分布式定量裝車控制管理系統。該項目于 2015 年 3 月在晉煤中能東甲醇罐區旁安裝實施,同年 12 月安裝完成。2016 年 1 月進入設備的調試階段,調試結束后電磁流量計系統一切性能均達到設計要求,于 2016 年 2 月投入使用。甲醇定量自動化電磁流量計系統的應用提高了電磁流量計過程的自動化控制及電磁流量計過程的本質安全,減少電磁流量計人員的勞動量。甲醇定量自動化電磁流量計控制流程見圖 1。
3 主要功能
改造后的甲醇定量自動化電磁流量計系統可實現以下主要功能:
(1) 操作站的功能。
操作站用于工藝流程的操作及監視,設備狀態的監視,設備故障的監視及確認,圖形化動態顯示,現場檢測點的顯示、檢測和報警,工藝參數的設定,閥門的遠程控制,過程趨勢的顯示及存儲,故障及生產報表打印等。
(2) 報警功能。
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系統可以產生 5 類報警:① 工藝過程報警;② 設備故障報警;③ 聯鎖動作報警;④ 緊急停車報警;⑤ 其他自定義的報警。
(3) 數據存儲和處理功能。
(4) 聯鎖及生產過程操作控制功能。
(5) 報表生成及打印功能。
4 主要創新點
(1) 原有甲醇電磁流量計系統在甲醇電磁流量計時,需釋放甲醇電磁流量計產生的靜電;電磁流量計前連接好靜電報警才能進行電磁流量計。這一過程需電磁流量計人員逐車進行檢查,檢查疏忽就會造成重大的安全隱患。電磁流量計過程中可能由于種種原因導致靜電接地夾松動沒有接好,靜電報警器報警后,電磁流量計人員才能進行處理,處理比較滯后,也給電磁流量計帶來巨大的安全隱患。
定量自動化電磁流量計系統具有防靜電控制器。開始電磁流量計前,若靜電接地夾沒有接好,不能進行電磁流量計;電磁流量計過程中,若靜電接地夾脫落、松動等,將自動停止電磁流量計。
(2) 原有甲醇電磁流量計系統在電磁流量計過程中,電磁流量計人員通過觀察流量計控制電磁流量計量,若電磁流量計人員疏忽,易使甲醇罐車裝滿溢流。定量自動化電磁流量計系統具有防溢流控制器,電磁流量計超過報警設定液位時,將自動停止電磁流量計。
(3) 原有甲醇電磁流量計系統雖然有甲醇質量流量計,但不能定量電磁流量計、自動控制,需甲醇電磁流量計人員時刻觀察流量計,再進行操作閥門、開停泵等,電磁流量計量不易控制。定量自動化電磁流量計系統采用定量電磁流量計,電磁流量計過程中,當電磁流量計量達到指定電磁流量計量時,自動閥自動切斷,電磁流量計完畢。改造前后電磁流量計監控對比見圖 2。
(4) 原有甲醇電磁流量計系統在電磁流量計過程中,每輛甲醇罐車電磁流量計時需要電磁流量計人員操作閥門、開停泵來實現整個電磁流量計過程,電磁流量計人員勞動量大。定量自動化電磁流量計系統在電磁流量計準備工作完成后,啟動系統就可實現甲醇電磁流量計,操作人員無需到現場啟動電磁流量計泵,可減少電磁流量計人員的勞動量。
(5) 原有甲醇電磁流量計系統的電磁流量計流量不易控制(流速≤3. 0 m/s),只能靠電磁流量計人員觀察流量計瞬時流量,通過調節電磁流量計泵出口閥控制,操作、調節頻繁。
定量自動化電磁流量計系統具有電磁流量計泵安裝調頻裝置,電磁流量計控制面板顯示實時流量,通過變頻器可以隨時調節泵的轉速,控制電磁流量計流量。
(6) 原有甲醇電磁流量計系統若在電磁流量計過程中出現緊急異常狀況,不能自動停止電磁流量計,需電磁流量計人員發現后才能停止電磁流量計,反應時間長。電磁流量計過程只有現場控制,沒有遠程緊急控制和監控,安全措施不完善,安全應急手段少。
定量自動化電磁流量計系統實現了現場和遠程的雙監控。現場操作遠程可以監控,緊急條件下可以停止電磁流量計,起到雙保險作用,提高了設備的本質安全。
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5 效益分析
5. 1 安全效益
(1) 甲醇定量自動化電磁流量計系統在靜電接地可靠的條件下開始啟動電磁流量計,靜電接地不完好就立即停止電磁流量計。保證了電磁流量計過程中產生的靜電被及時釋放,避免電磁流量計過程因靜電聚集發生著火而造成火災事故,確保了甲醇電磁流量計的本質安全 [2-3] 。
(2) 甲醇定量自動化電磁流量計系統具備現場控制和遠程監控的作用,在安全上起到了冗余安全管理,給電磁流量計過程上了雙保險 [4] 。
5. 2 社會效益
甲醇定量自動化電磁流量計系統運行以后,甲醇電磁流量計過程再也沒有出現超裝現象,使晉煤中能在社會上取得了良好的評價。
6 結語
甲醇定量自動化電磁流量計系統運行以來,電磁流量計的本質安全得到大幅度的提高,避免了電磁流量計罐車超裝,同時提高了甲醇電磁流量計的效率,減少了電磁流量計人員的勞動強度,因而被推廣應用于泉盛化工甲醇電磁流量計等。定量自動化電磁流量計系統也可以廣泛應用于化肥、焦化、煤氣、化纖、環保及其他行業的液體電磁流量計,具有良好的安全效益和社會效益。