摘要： 對于殼牌煤氣化制甲醇項目，殼牌氣化爐及Lurgi低溫甲醇洗洗滌塔以及甲醇罐區(qū)部分差壓儀表及液位計需要進行準(zhǔn)確穩(wěn)定的測量，使用常規(guī)引壓方式儀表易產(chǎn)生的故障，引起諸多維護不便或者是成本太高，通過試用3051S ERS儀表使用效果比較好，為測量高跨度壓差提供了一條準(zhǔn)確、穩(wěn)定、有效途徑，且施工及維護更加方便、快捷。
1.概述
在殼牌煤氣化制甲醇的化工裝置中有一些設(shè)備比較高，比如殼牌氣化爐，差壓儀表最大位置有10多米左右，甲醇儲罐10多米高液位測量、Lurgi低溫甲醇洗洗滌塔、再生塔有70多米塔內(nèi)分布安裝了多層塔盤，因工藝人員操作需求，需要對其頂部與底部之間的塔盤填料進行壓差監(jiān)測，從而直觀、有效的監(jiān)測塔的負荷；同時也為判斷塔內(nèi)塔盤工作正常與否提供依據(jù)，對生產(chǎn)操作人員及機械維保人員有著至關(guān)重要，不可缺失的作用。
2.幾種差壓測量方法之介紹
現(xiàn)舉例Lurgi低溫甲醇洗洗滌塔裝置上的主洗滌塔，氣體進入塔和出塔的高度在75米左右，測量介質(zhì)為煤氣，但是氣體中會含有少量液體，差壓量程為100Kpa,由于先前受儀表測量技術(shù)等因素的制約，分別采用了以下兩種引壓測量方式，使用效果不是太好，下面逐一介紹：
(1) 導(dǎo)壓管差壓變送器測量壓差
首先采用的最常用的引壓管測量方式，即常規(guī)導(dǎo)壓管
差壓變送器測量壓差。如圖1所示，這種方法是基于△P=P(h)-P(l)的原理，故測出壓差值。這種引壓測量方法在實踐應(yīng)用不是很好，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
①安裝工作量大，且差壓變送器的安裝位置受現(xiàn)場的局限性比較大，我們知道測量介質(zhì)為煤氣，導(dǎo)壓管取壓后的走向應(yīng)向上布置安裝施工（見圖1所示），以保證氣體中夾帶的液體依靠其自重回到塔里，使測量值準(zhǔn)確，因此需要差壓變送器的安裝位置必須同時高于高、低壓側(cè)取壓口位置，這樣敷設(shè)導(dǎo)壓管和安裝變送器產(chǎn)生的工作量較大。
②故障率高，主要體現(xiàn)在：
A.由于管線太長現(xiàn)場振動導(dǎo)致導(dǎo)壓管上的接頭松脫引起介質(zhì)外漏，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)；
B.進入冬季后，由于伴熱保溫措施不到位致使導(dǎo)壓管中的氣體夾帶的部分液體還未流入塔里就在導(dǎo)壓管中結(jié)冰，堵塞導(dǎo)壓管引起測量不準(zhǔn)，給生產(chǎn)工藝操作人員帶來困擾。
(2) 隔膜密封式毛細管遠傳差壓變送器測量差壓
由于常規(guī)導(dǎo)壓管差壓變送器測量在實際使用中安裝工作量大、變送器位置安裝受限，以及故障率高等因素，后續(xù)我們使用了隔膜密封式差壓變送器測量差壓的方案，如圖2所示，雖然這種方案避免了導(dǎo)壓管引壓測量差壓產(chǎn)生的系列問題、但在實際應(yīng)用中又產(chǎn)生了新的問題：
A.儀表安裝時，遠傳法蘭需要穿過精餾塔旁所涉及的樓層鋼格柵，安裝難度大，在防爆區(qū)作業(yè)，易引起火災(zāi)甚至爆炸的事故隱患。
B.我們選擇了遠傳雙法蘭毛細管差壓變送器（即：高、低壓側(cè)毛細管各長15米），安裝好后，由于毛細管填充液的重力原因?qū)ψ兯推鳟a(chǎn)生一個壓力，這時將要對變送器進行零點遷移，遷移后零點所對應(yīng)的值為負值約為-300kpa，不難推出在量程為20Kpa時，其現(xiàn)場表頭顯示的工作值在-300～-280Kpa之間，而DCS畫面上顯示的值在0-20Kpa之間，這給現(xiàn)場巡檢人員造成一種錯覺、干擾，經(jīng)常讓儀表人員處理并與其解釋，造成了不必要的工作量。
C.毛細管太長導(dǎo)致填充液受環(huán)境溫度變化的影響較大，無形中增大了儀表的誤差和測量滯后性；普通差壓變送器的標(biāo)稱精度為0.065%，
毛細管遠傳差壓變送器的標(biāo)稱精度為0.2%，不難看出其測量誤差將增大。
D.儀表所在設(shè)備有一定的振動量，時有毛細管漏油的現(xiàn)象發(fā)生，由于毛細管較長，所涉及的空間距離較高，很難判定漏油點的部位，維護工作量較大。
這種測量方式的每臺壓力變送器需要各自一個測量回路，投資建造費較高，在加上其輸出的電流信號將隨著電纜傳輸距離的增加而衰減，導(dǎo)致測量誤差大大增加，因此設(shè)計時未按此方案規(guī)劃，后續(xù)改造也沒使用這一方案。
3.其他測量液位儀表的局限性
以我們甲醇罐區(qū)為例，甲醇中間儲罐高12米左右，產(chǎn)品儲罐在高度18米左右，原設(shè)計安裝液位計為磁致伸縮和導(dǎo)波雷達液位計，從原理上說，該兩種液位計測量精度高，更準(zhǔn)確，便于儲罐的液位顯示和計量，但是一旦液位計故障或者目前國家最新重大危險源罐區(qū)設(shè)計要求，儲罐必設(shè)計兩個液位計，就需要更換或增加液位計。對于磁致伸縮和導(dǎo)波雷達液位計增加或更換，存在如下問題：
(1)安裝難度大，如果涉及動火作業(yè)，易引發(fā)火災(zāi)及爆炸隱患；
(2)儀表測量范圍較大，儀表造價較高，不經(jīng)濟。
4.Emerson Rosemount 3051S+ERS測量儀表
以上問題客觀存在，導(dǎo)致測量效果不勝滿意，通過與Emerson人員技術(shù)交流，得知ERS測差壓、液位的儀表。通過深入了解后得知此系列儀表可以滿足現(xiàn)場的工況和安裝環(huán)境等要求，于是購買幾臺試用，分別用在罐區(qū)儲罐液位測量、洗滌塔上的差壓測量以及殼牌煤氣化爐上的壓差測量，經(jīng)過長時間使用，驗證發(fā)現(xiàn)此表工作非常穩(wěn)定、性能良好且維護量極少，為生產(chǎn)操作提供了更加可靠的保障，得到了工藝操作人員的認可。下面就3051S+ERS儀表的應(yīng)用進行詳細的闡述。
Emerson Rosemount 3051S ERS是一種利用兩臺
3051S壓力變送器測量差壓的方法。如圖4所示，一臺3051S測量設(shè)備頂部壓力，此表作為副表；另一臺3051S測量設(shè)備底部壓力，此表作為主表；兩表使用普通電纜連接起來，使用相應(yīng)的協(xié)議進行通訊，通過通訊使兩塊表形成一個整體，再用
HART475手操器設(shè)置相關(guān)參數(shù)且執(zhí)行系統(tǒng)零點調(diào)整，由主表計算輸出兩表測量的壓差。此表的實際使用相比以上三種測量方式，其性能優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
(1)簡化了安裝過程、提高了工作效率；維護量少、備件庫存減少的同時降低了生產(chǎn)運營成本。(2)數(shù)字架構(gòu)提高了儀表的性能，如省去了導(dǎo)壓管、毛細管，提高了儀表響應(yīng)速度，避免了外界因素等引起的測量偏差。(3)過程參數(shù)內(nèi)容更加豐富，如實時監(jiān)測主表、副表所檢測到的壓力值等參數(shù)；具有過程警報功能為預(yù)見性保養(yǎng)提供支持，為快速排除故障提供了方便。(4)提供了一個最簡化、便捷的集成解決方案：雖然是兩臺獨立的壓力變送器，但通過一根電纜和強大的軟件功能使其成為一個整體，運算顯示差壓值并輸出其所對應(yīng)的電流。
5.總結(jié)
隨著自動化測量儀表技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，作為生產(chǎn)現(xiàn)場自控專業(yè)技術(shù)人員，需結(jié)合裝置現(xiàn)場的實際情況，要勇于嘗試使用新產(chǎn)品新技術(shù)解決生產(chǎn)現(xiàn)場遇到的技術(shù)難題，逐步提高生產(chǎn)企業(yè)的自動化水平，為實現(xiàn)智能化工廠而不斷探索。
