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浅析自动化电磁流量计系统在化工生产中的应用

来源:作者:发表时间:2019-09-23 17:43:14

摘 要: 甲醇是一种剧毒、易燃、易爆的无色液体,易发生甲醇泄漏或静电聚集着火事故及电磁流量计溢流环保事故。针对电磁流量计存在的问题进行分析,制定对策,经过改造,实现了甲醇自动电磁流量计、计量电磁流量计、定量电磁流量计和安全电磁流量计,取得了很好的安全效益和环保效益。
安徽晋煤中能化工股份有限公司(简称晋煤中能)是集化肥、化工、热电联产、设备加工安装、压力容器制造于一体的综合性煤化工企业,下辖三个子公司:安徽泉盛化工有限公司(简称泉盛化工)、阜阳安固公司锅炉压力容器制造有限公司、新疆中能万源化工有限公司。通过多年的改革创新、管理创新和技术改造,晋煤中能现拥有年产能力氨醇 150 万 t、尿素 180 万 t、甲醇 40 万 t、双氧水 60 万 t、复合肥 25 万 t。随着精甲醇装置的扩建,甲醇电磁流量计已不能满足安全要求,对甲醇电磁流量计的改造迫在眉睫。
1 甲醇电磁流量计系统现状
晋煤中能原甲醇电磁流量计装置电磁流量计静电接地主要是靠电磁流量计人员操作和每时每刻监督,若静电接地连接不好或静电夹脱落,电磁流量计人员发现后才能进行处理,电磁流量计过程中静电接地不可靠,给电磁流量计过程带来安全隐患。甲醇罐车电磁流量计或停止时,均由甲醇电磁流量计人员操作阀门或开停电磁流量计泵,电磁流量计人员劳动量大。甲醇罐车电磁流量计量是靠甲醇电磁流量计人员观察流量计控制的,不仅电磁流量计人员劳动量大,而且若电磁流量计人员疏忽或执行缓慢,将会造成电磁流量计罐车超装,甚至电磁流量计罐车装满溢流,严重影响电磁流量计安全。甲醇是一种剧毒、易燃、易爆的无色液体,甲醇电磁流量计过程中如控制不当或监督不到位,易发生甲醇泄漏或静电聚集着火事故 [1] 。甲醇罐车电磁流量计不能精准控制电磁流量计量,将导致危险品运输车辆超装,影响危险品运输安全,危及社会公共安全。
2 改造方案
针对现有甲醇电磁流量计系统的缺陷,选择武汉浩鑫科技有限公司设计 1 套甲醇定量自动化电磁流量计系统。设置 1 个控制室配置 1 套定量自动化电磁流量计系统,现场共配置 4 个汽车装车鹤位,每个顶部装车鹤位配置 1 台壁挂式装车控制仪、1 台质量流量计、1 台电液阀、1 套静电溢油保护器、1 套鹤管及爬梯等组成分布式定量装车控制管理系统。该项目于 2015 年 3 月在晋煤中能东甲醇罐区旁安装实施,同年 12 月安装完成。2016 年 1 月进入设备的调试阶段,调试结束后电磁流量计系统一切性能均达到设计要求,于 2016 年 2 月投入使用。甲醇定量自动化电磁流量计系统的应用提高了电磁流量计过程的自动化控制及电磁流量计过程的本质安全,减少电磁流量计人员的劳动量。甲醇定量自动化电磁流量计控制流程见图 1。
3 主要功能
改造后的甲醇定量自动化电磁流量计系统可实现以下主要功能:
(1) 操作站的功能。
操作站用于工艺流程的操作及监视,设备状态的监视,设备故障的监视及确认,图形化动态显示,现场检测点的显示、检测和报警,工艺参数的设定,阀门的远程控制,过程趋势的显示及存储,故障及生产报表打印等。
(2) 报警功能。
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系统可以产生 5 类报警:① 工艺过程报警;② 设备故障报警;③ 联锁动作报警;④ 紧急停车报警;⑤ 其他自定义的报警。
(3) 数据存储和处理功能。
(4) 联锁及生产过程操作控制功能。
(5) 报表生成及打印功能。
4 主要创新点
(1) 原有甲醇电磁流量计系统在甲醇电磁流量计时,需释放甲醇电磁流量计产生的静电;电磁流量计前连接好静电报警才能进行电磁流量计。这一过程需电磁流量计人员逐车进行检查,检查疏忽就会造成重大的安全隐患。电磁流量计过程中可能由于种种原因导致静电接地夹松动没有接好,静电报警器报警后,电磁流量计人员才能进行处理,处理比较滞后,也给电磁流量计带来巨大的安全隐患。
定量自动化电磁流量计系统具有防静电控制器。开始电磁流量计前,若静电接地夹没有接好,不能进行电磁流量计;电磁流量计过程中,若静电接地夹脱落、松动等,将自动停止电磁流量计。
(2) 原有甲醇电磁流量计系统在电磁流量计过程中,电磁流量计人员通过观察流量计控制电磁流量计量,若电磁流量计人员疏忽,易使甲醇罐车装满溢流。定量自动化电磁流量计系统具有防溢流控制器,电磁流量计超过报警设定液位时,将自动停止电磁流量计。
(3) 原有甲醇电磁流量计系统虽然有甲醇质量流量计,但不能定量电磁流量计、自动控制,需甲醇电磁流量计人员时刻观察流量计,再进行操作阀门、开停泵等,电磁流量计量不易控制。定量自动化电磁流量计系统采用定量电磁流量计,电磁流量计过程中,当电磁流量计量达到指定电磁流量计量时,自动阀自动切断,电磁流量计完毕。改造前后电磁流量计监控对比见图 2。
(4) 原有甲醇电磁流量计系统在电磁流量计过程中,每辆甲醇罐车电磁流量计时需要电磁流量计人员操作阀门、开停泵来实现整个电磁流量计过程,电磁流量计人员劳动量大。定量自动化电磁流量计系统在电磁流量计准备工作完成后,启动系统就可实现甲醇电磁流量计,操作人员无需到现场启动电磁流量计泵,可减少电磁流量计人员的劳动量。
(5) 原有甲醇电磁流量计系统的电磁流量计流量不易控制(流速≤3. 0 m/s),只能靠电磁流量计人员观察流量计瞬时流量,通过调节电磁流量计泵出口阀控制,操作、调节频繁。
定量自动化电磁流量计系统具有电磁流量计泵安装调频装置,电磁流量计控制面板显示实时流量,通过变频器可以随时调节泵的转速,控制电磁流量计流量。
(6) 原有甲醇电磁流量计系统若在电磁流量计过程中出现紧急异常状况,不能自动停止电磁流量计,需电磁流量计人员发现后才能停止电磁流量计,反应时间长。电磁流量计过程只有现场控制,没有远程紧急控制和监控,安全措施不完善,安全应急手段少。
定量自动化电磁流量计系统实现了现场和远程的双监控。现场操作远程可以监控,紧急条件下可以停止电磁流量计,起到双保险作用,提高了设备的本质安全。
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5 效益分析
5. 1 安全效益
(1) 甲醇定量自动化电磁流量计系统在静电接地可靠的条件下开始启动电磁流量计,静电接地不完好就立即停止电磁流量计。保证了电磁流量计过程中产生的静电被及时释放,避免电磁流量计过程因静电聚集发生着火而造成火灾事故,确保了甲醇电磁流量计的本质安全 [2-3] 。
(2) 甲醇定量自动化电磁流量计系统具备现场控制和远程监控的作用,在安全上起到了冗余安全管理,给电磁流量计过程上了双保险 [4] 。
5. 2 社会效益
甲醇定量自动化电磁流量计系统运行以后,甲醇电磁流量计过程再也没有出现超装现象,使晋煤中能在社会上取得了良好的评价。
6 结语
甲醇定量自动化电磁流量计系统运行以来,电磁流量计的本质安全得到大幅度的提高,避免了电磁流量计罐车超装,同时提高了甲醇电磁流量计的效率,减少了电磁流量计人员的劳动强度,因而被推广应用于泉盛化工甲醇电磁流量计等。定量自动化电磁流量计系统也可以广泛应用于化肥、焦化、煤气、化纤、环保及其他行业的液体电磁流量计,具有良好的安全效益和社会效益。
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