三通接头老化泄露差点致非计划停车,这个板子拍谁?

内容来源:《仪表问答 案例汇编》第一章第五节硫黄装置比值仪趋势不稳定导致工艺波动 49页

一基本情况

1.装置及单元简介

某公司5万吨/年硫黄回收联合装置,2016年6月开工建设,2017年10月26日工程完成并投运。硫黄回收装置主要原料为酸性气,主要产品为液硫。

2.回路及仪表简介

硫比值分析仪(位号AT10201,型号TLG-837 )是紫外分光光谱仪,它利用被测量介质对紫外光的吸收,与被测量介质浓度成线性关系实现定量测量。

在硫黄回收装置中,部分H2S先和空气反应生成SO2,然后剩下的H2S和生成的SO2在催化剂的帮助下反应实现硫回收。为使硫回收过程达到最佳的回收效果,需要通过控制空气进气量使H2S和SO2的摩尔比为2:1;为此需要在尾气出口配置一套硫黄比值仪,以测量H2S和SO2浓度,并计算两者的比值(H2S/SO2),将信号传递给DCS,由DCS控制空气进气阀(阀芯为球阀),实现反馈控制;减小硫排放量、提高硫回收率、优化控制,降低能耗。硫比值回路图如图1所示。

二故障描述及处理过程

1.故障前工艺情况

故障发生前,生产装置运行正常,工艺参数没有异常及波动;仪表维护人员最后一次巡检仪表各数值指示正常。

2.故障现象及描述

硫黄比值仪投用后发现硫化氢与二氧化硫测量趋势表现为正比例(与下面描述比值增大、减小不是同一个意思,此处是说趋势表现为正比例,硫化氢测量数值变大,二氧化硫测量数值也变大;正常硫化氢与二氧化硫数值为反比例关系,硫化氢测量数值变大,二氧化硫测量数值减小)现象,偶尔出现测量数值跳零(图2)。

3.故障影响范围

酸气、风气配比不当,影响硫黄回收率。克劳斯反应过程中H2S和SO2的分子比为2:1,当原始的H2S和SO2的分子比不等于2:1时,随着反应的进行,H2S和SO2的比值随之增大或减小,随着偏离程度的增大硫转化率明显下降。为了提高装置硫转化率,在操作过程中必须控制反应炉的空气量合适以确保尾气中H2S和SO2的分子之比达到2:1。另外,由于生产线氧管线压力波动大,造成风气配比波动大,进而影响炉膛温度,可能造成非计划停车。

4.仪表及系统处理过程

注意:进入硫黄装置,除个人劳保用品穿戴齐全外,还需佩戴四合一报警器(硫化氢,一氧化炭,氧气和可燃性气体),按要求佩戴防毒口罩,做好个人安全防护。

(1)发现问题:硫黄比值仪投用后发现硫化氢与二氧化硫测量趋势出现正比例现象,偶尔出现测量数值跳零。

(2)检查原因及处理方案:

①清理发射端、接收端镜片,发现接收端镜片被遮挡光束无法正常穿过(图3),随后将镜片进行清理(图4)。

②检查取样探头的高压蒸汽、冷指蒸汽(专业名词)、反吹风、抽吸气运行情况。

③检查预处理箱内的各阀门、流量计是否工作正常,气动三通阀有内漏现象(阀位在关闭状态时仍有介质流过,气动三通阀拆分见图5),经过拆检后发现阀芯经过长时间的高压力、高流速表面出现腐蚀(图6)。

④更换气动三通阀整体后硫化氢与二氧化硫测量趋势恢复正常(图7)。

三故障原因分析

1.故障前仪表可靠性评价:

仪表风管三通(三通接头)长时间经受高压,高流速气体冲蚀,可能会存在一定内漏风险,需定期按计划更换。巡检人员在巡检过程中未仔细观察气路压力指示,对压力下降数值不敏感,导致未能及时发现内漏的三通,未能及时更换以避免问题的出现,由于巡检人员对小问题的忽视,降低了仪表系统的可靠性。

2.失效分析:

(1)直接原因:三通接头处受高压气体(高压蒸汽,此处压力达3Mpa,目前使用的气动三通阀只适用于常压条件,下次报备需报高压阀门)冲击损坏,导致气路发生泄漏是本次事故的直接原因(图8)。

注:A,I为控制气动阀动作的驱动器接口;B为连接机柜下方的高压蒸汽总管;E,G为仪表风或氮气总管;H为连接标气;C,D,F连接实物探头,C为低压蒸汽入口,F为高压蒸汽入口,D为仪表风或氮气总管出口。

(2)间接原因:高压气体冲击三通接头,导致三通接头损坏;三通接头质地不均匀导致一侧易损,最终导致三通接头损坏,所以引发此次故障;三通接头在与气路管连接时存在偏移(观测阀芯受损部位可发现为单侧长期受冲蚀),未能使气路管与三通接头以一条直线接入,因此在高压、高速气体流过时,受阻不同,长时间冲击一侧就会导致三通接头损坏,从而引发此次故障。

(3)管理原因:在日常工作中未指定专门的负责人员对该表检查维护,未生成台账每天填写设备检查记录,未设立考核制度,从而导致巡检人员在巡检过程中走马观花,久而久之,引发此次故障。巡检人员在日常巡检过程中未能发现此问题,以及发现问题未能及时排除可能存在的危险因素,也是导致此次故障的管理原因。

3.故障性质

阀芯经过长时间的高压力、高流速冲蚀表面出现腐蚀,导致测量趋势出现正比例现象,偶尔出现测量数值跳零故障;属器件年久老化故障类型;巡检人员未能及时发现三通接头老化泄露现象。

四防范措施及建议

1.经验教训
(1)巡检人员加强巡检,每天在巡检过程中携带泡沫水,对可能存在泄露的转接处进行试漏,发现有轻微泄露,先紧固,再进行试漏,若还未解决,更换备用件。

(2)每周定期对发射端跟接收端探头进行反吹或清洁工作,做好仪表维护,防止有大块污物出现,从而影响仪表测量。

(3)预处理箱内目前使用的三通阀,四通阀适用条件为常温常压,而高压蒸汽与低压蒸汽为采样探头正常工作必备条件(防止硫结晶污染准直器末端玻璃柱),在高温高压工作条件下,需换耐高温高压材质备件,增加使用寿命。

2.持续改进

(1)重要仪表专人管理,对班组人员进行仪表专业知识培训,让每个人了解该仪表工作原理,能够独立处理事故。

(2)改造完善气路回路测量管路的保温,避免样气在镜片处凝固。

五知识拓展

1.TLG-837硫黄比值仪特点

采用硫黄比值仪最新的、第三代技术:原位测量探头(图9)+全谱分析(图10)单元,采用原位测量探头(简称探头)进行原位取样,将全谱分析单元(图11)安装在管道旁,两者采用软连接(光纤、电缆),在结构形式上类似PH计;探头内置冷手指,可以确保单质硫在采样管和冷手指上液化,并在重力作用下流回工艺管道,避免污染气体室的透镜及堵塞气体室;探头高温蒸气伴热,确保没有固态硫析出;蒸气反吹时,可有效清洗采样管壁的残余硫。

2.TLG-837硫黄比值仪优势(如图12)

具有第二代所有优点,同时:①采样全谱分析技术可有效避免COS(羰基硫)、CS2、SV(二芐胺基苯磺酸钠)对H2S、SO2测量的干扰;②特殊设计的探头无需捕雾器,不易堵塞,响应时间也进一步缩短;③仪表安装管道旁边,采用软连接,安装、操作、维护方便。

系统外观及构成、原位防雾化取样探头以及取样流程如图13-15。

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²⁰²²/ Fʀɪᴅᴀʏ̆̈ ྀི
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《心经》全文注音以及解释

  bō rě bō luó mì duō xīn jīng
  般若波罗蜜多心经
  guān zì zài pú sà,xíng shēn bō rě bō luó mì duō shí
  观自在菩萨,行深般若波罗蜜多时
  【解释】观音菩萨,深入的修行心经时
  zhào jiàn wǔ yùn jiē kōng,dù yī qiē kǔ è
  照见五蕴皆空,度一切苦厄。
  【解释】看到五蕴:形相、情 欲、意念、行为、心灵,都是空的,就将一切苦难置之度外

  shè lì zǐ,sè bù yì kōng,kōng bù yì sè
  舍利子,色不异空,空不异色
  【解释】菩萨对学生舍利子说,形相不异乎空间,空间不异乎形相

  sè jí shì kōng,kōng jí shì sè
  色 即是空,空即是色。
  【解释】所以形相等于空间,空间等于形相

  shòu xiǎng xíng shí,yì fù rú shì
  受想行识,亦复如是。
  【解释】情 欲、意念、行为、心灵,都是一样的

  shè lì zǐ,shì zhū fǎ kōng xiāng
  舍利子,是诸法空相
  【解释】舍利子呀,一切法则都是空的

  bù shēng bù miè,bù gòu bù jìng,bù zēng bù jiǎn
  不生不灭,不垢不净,不增不减
  【解释】不生不灭,不垢不净,不增不减

  shì gù kōng zhōng wú sè, wú shòu xiǎng xíng shí
  是故空中无色,无受想行识
  【解释】因此空间是没有形相的,也没有情 欲、意念、行为和心灵

  wú yǎn ěr bí shé shēn yì, wú sè shēng xiāng wèi chù fǎ
  无眼耳鼻舌身意,无色声香味触法
  【解释】没有眼、耳、鼻、舌、身、意等六根,更没有色、声、香、味、触、法等六尘

  wú yǎn jiè,nǎi zhì wú yì shí jiè
  无眼界,乃至无意识界
  【解释】没有眼睛所能看到的界限,直到没有心灵所能感受的界限

  wú wú míng , yì wú wú míng jìn
  无无明,亦无无明尽
  【解释】没有不能了解的,也没有不能了解的尽头

  nǎi zhì wú lǎo sǐ, yì wú lǎo sǐ jìn
  乃至无老死,亦无老死尽。
  【解释】直到没有老和死,也没有老和死的尽头

  wú kǔ jí miè dào, wú zhì yì wú dé,yǐ wú suǒ dé gù
  无苦集灭道,无智亦无得,以无所得故。
  【解释】没有痛苦的集合以及修道的幻灭,不用智慧去强求,所以得到与否并不重要

  pú tí sà duǒ,yī bō rě bō luó mì duō gù,xīn wú guà ài
  菩提萨埵,依般若波罗蜜多故,心无挂碍。
  【解释】菩萨觉悟之后,依照心经,心中没有碍

  wú guà ài gù,wú yǒu kǒng bù
  无挂碍故,无有恐怖
  【解释】由于没有碍,所以不恐怖

  yuǎn lí diān dǎo mèng xiǎng, jiū jìng niè pán
  远离颠倒梦想,究竟涅槃。
  【解释】远离颠倒梦想 ,最后达到彼岸

  sān shì zhū fó, yī bō rě bō luó mì duō gù
  三世诸佛,依般若波罗蜜多故
  【解释】过去、现在和未来的三世诸佛,依照心经

  dé ā nuò duō luó sān miǎo sān pú tí
  得阿耨多罗三藐三菩提。
  【解释】得到无上、正宗、正觉的三种佛果

  gù zhī bō rě bō luó mì duō,shì dà shén zhòu, shì dà míng zhòu
  故知般若波罗蜜多,是大神咒,是大明咒
  【解释】所以说心经,是变幻莫测的咒语,是神光普照的咒语

  shì wú shàng zhòu, shì wú děng děng zhòu
  是无上咒,是无等等咒。
  【解释】是无上的咒语,是的咒语

  néng chú yī qiē kǔ, zhēn shí bù xū
  能除一切苦,真实不虚。
  【解释】能除一切苦 ,不是骗人的

  gù shuō bō rě bō luó mì duō zhòu
  故说般若波罗蜜多咒。
  【解释】所以说心经

  jí shuō zhòu yuē,jiē dì jiē dì, bō luó jiē dì
  即说咒曰:揭谛揭谛,波罗揭谛
  【解释】其咒语曰:去吧,去吧,到彼岸去吧

  bō luó sēng jiē dì, pú tí sà pó hē
  波罗僧揭谛,菩提萨婆诃。
  【解释】大家快去彼岸,修成正果 https://t.cn/RDUnNFD


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