中国石油塔里木大化肥于2010年5月建成投产,年产合成氨45万t、大颗粒尿素80万t,是目前国内单套生产能力最大的化肥装置之一。合成氨采用丹麦托普索传统蒸汽转化合成氨工艺,尿素装置采用意大利斯纳姆氨气提工艺,DCS使用的是FOXBORO公司I/A系统。装置所需要的循环水来自配套的循环水装置,循环水装置由5条支管分别被送往合成氨主装置、空气净化站、氨罐区、尿素主装置(含大颗粒)以及二氧化碳压缩机,由FT-3037、FT-0404、FT-0502、FT-1018以及FT-1118流量计分别计量。原设计FT-0404是电磁流量计,FT-0502是转子流量计,其他均为靶式流量计。在装置运行过程中,除进合成氨主装置的分体式靶式流量计FT-7037显示有问题之外,其他均显示正常。
FT-7037位于地井之中,开始流量时有时无,波动很大,最后直接不显示流量。按照相关的操作规程下井检查,发现FT-7037的4根引线中有1根在探头根部处断开,电缆屏蔽层也被损坏,由于电缆与传感器之间采用的是焊接方式,而现场条件无法进行焊接或更换电缆,因此,只有只有重新更换传感器,流量计才可以显示正常。由于该流量计位置比较低(大约地下4 m),所在管道无论正常生产还是停车都是满管,而且有一定的压力,同时又是受限空间作业,因此,要打开管线,取出该流量计显然是不可取的。
由于靶式流量计在生产实际中无法进行在线更换,而装置循环水流量又是装置十分重要的指标,通过它一方面可以计量装置循环水的使用情况,另一方面也可以反映设备的综合换热情况。因此,为了实现进装置循环水的有效计量和正常使用,经过现场分析及比较,公司决定采用超声波流量计来替代靶式流量计,并选择了适时差式超声波流量计。
由于FT-7037所在管道管径高达1392 mm,且位于全厂最低点,作业空间受限。通过比较,我公司选用了Z型外夹式安装方式,即外夹装式探头直接安装在已有的工艺管道上,不需要插进管道,不直接接触介质,安装简便、快速,无需中断工艺介质,并且无压损。同时由于FT-7037所在管道是碳钢管,既没有衬里,也没有被腐蚀,符合外夹装探头的要求,使用外夹式安装是完全可行的。
由于超声波流量计要求采用四线制,中控室DCS可以为其提供24VDC供电,IA DCS系统卡件允许由两线制4~20 mA仪表信号改为24VDC供电和4~20 mA信号独立,不用增加其他硬件设备,只需DCS提供1路24VDC电源,而DCS系统设计时留有备用电源可以利用。
尽管超声波流量计目前还存在一些的缺点,但由于FT-7037所测循环水的压力为0.50 MPa,温度为28 ℃,完全可满足测量循环水装置所供的冷却循环水要求。
选用外夹式超声波流量计作为临时性或者永久性流量计量,是计量合成氨循环水流量的一种最理想的方法,既解决了在线更换的难题,又满足了循环水流量的的正常显示和准确计量的要求,目前使用效果良好,达到了预期目的。