焦化加热炉进料流量测量偏差原因分析

王福兵 王少勇

(中海炼化惠州炼化分公司，广东 惠州 516086)

中海炼化惠州炼化分公司4.2Mt/a延迟焦化装置采用两炉四塔工艺，引进美国Foster Wheeler公司的工艺包，每个加热炉共有6路减渣进料，采用楔式流量计测量各路进料的流量。由于每路进料流量都参与加热炉联锁，为防止单个流量变送器故障假指示触发加热炉联锁，每个楔式流量计引压法兰处加接三通管连接了3个Rosemount双法兰差压变送器，每路进料共有3个流量测量值，3个测量值同时引入装置的安全仪表系统(SIS)，构成流量低低三取二联锁，只有任意两个流量测量同时达到联锁值时才触发加热炉联锁停车。

加热炉进料流量是工艺生产的关键监控参数之一，在装置长周期运行过程中，发现其中一路进料流量FI08001A/B/C的指示有2t左右的偏差，有时偏差甚至高达4t。工艺专业认为FI08001A/B/C的流量测量偏差较大，希望能够控制在0.5t以内。为此，公司组织技术力量，对该问题进行分析处理。

1 原因分析①

现场常规仪表故障的处理思路：首先检查现场仪表接线是否正常、仪表引压管是否泄漏或堵塞、变送器是否进水、传感器安装位置是否正确合理等；其次检查变送器运行参数的设置，主要核实变送器量程、迁移量、波特率、门槛值、介电系数及流量系数等；然后检查仪表设备自身是否有报警或故障，主要检查变送器是否报警、传感器是否有磨损老化、仪表电缆是否老化或屏蔽接地不好导致信号传输失真、DCS/PLC输入/输出卡件、安全栅及继电器是否有故障等；最后核实工艺生产或设备运行是否存在异常波动，主要确认在工艺生产或设备运行异常时对现场仪表是否造成冲击，导致测量不准或故障，同时还需核实仪表设计选型工况与实际运行工况是否偏差较大导致测量不准或故障。

参照常规仪表故障处理方法，与仪表维护人员沟通关于该表的检查过程后首先排除仪表接线、电缆屏蔽、DCS/SIS系统卡件和仪表自身故障原因；其次在DCS中查看FI08001A/B/C 3台流量计最近一个月的历史趋势后发现这3台表的测量指示偏差一直存在，偏差大小也基本稳定。再查看工艺流程图，发现影响该路进料流量波动的工艺因素主要有炉管进料压力和炉管注水流量，分别查看进料压力和注水流量的历史趋势没有发现大的波动，同时仪表维护人员现场确认进料流量调节阀工作稳定无故障，故基本判断FI08001A/B/C 3台仪表指示偏差不是工艺生产波动造成的。查看流量计的现场伴热时发现蒸汽疏水阀偶尔不通，将伴热蒸汽线在疏水阀前直接放空排凝后FI08001A/B/C的指示偏差有减小趋势，但仍然有1.5t左右的偏差；最后核实楔式流量计的设计规格书和厂家选型计算书，发现设计工况和实际工况基本一致，排除了仪表选型不当造成测量偏差的因素，且双法兰差压变送器已经拆下检查校验过，也基本排除变送器零点漂移的问题。

在近期的焦化装置临时停工检修过程中，拆开Rosemount双法兰差压变送器法兰面检查三通引压短接结焦情况，引压短接处有部分软焦，但没有完全堵塞三通管导致引压不畅，用高压水枪将引压三通内的软焦彻底清除干净并排尽管内存水，再重新回装双法兰变送器后发现现场变送器没有回零，分析原因，应该是现场工艺管线不水平导致变送器正/负压法兰面的初始安装位置不在同一水平线上。Rosemount双法兰差压变送器的规格型号为3051CD2A22A1AS2M5I1D1TR1199DCP64AFFWG4DA00，从对应的变送器选型样本中查出毛细管内引压介质为D.C.硅油704，密度1.07g/cm3，最高工作温度315℃，现场实地查看这3台表的安装情况，发现112-FT-08001B/C的引压法兰安装不水平，负压室法兰面比正压室法兰面的安装位置高一点，经测量C表约高10cm，B表约高8cm。根据硅油的密度1.07g/cm3计算，这两台表的差压测量偏低1kPa左右，这是造成FI08001A/B/C流量测量存在偏差的主要原因。

2 整改方案

由于FI08001A/B/C流量测量存在偏差的主要原因是工艺管道安装不合理，而且现场工艺管线又无法整改，故仪表专业在焦化装置临时停工检修时，将由于现场双法兰变送器正/负压法兰面实际安装的垂直高度差而造成的压差值在变送器表头进行清零并重新安装，该加热炉其他各路进料都有类似情况，也同时进行了处理，相关数据见表1。

表1 整改前后仪表的相关数据

在装置重新开工恢复正常处理量后，加热炉各路流量值和测量偏差基本满足工艺生产要求。

DCS显示的加热炉F-102进料流量显示如图1所示。

图1 整改后加热炉F-102进料流量显示

3 结束语

现场常规仪表故障一般从仪表的安装、变送器参数设置、仪表自身的制造与设计、工艺或设备生产异常及仪表选型等方面综合分析。此次中海炼化惠州炼化分公司焦化装置加热炉进料流量的指示偏差的故障原因比较隐蔽，较难发现，需结合各方面因素考虑，这为今后类似的故障处理积累了经验。