一段炉炉膛压力控制改进

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1、一段炉炉膛烟气压力控制改进商凤羽（锦西天然气化工有限责任公司　辽宁葫芦岛　125001）摘要　本文详细介绍了合成氨一段炉炉膛烟气压力控制改进的情况，对仪表设计选型加以分析介绍，比较改进前后的仪表运行及维护，为保证仪表进而保证装置稳定运行积累经验。关键词　负压　压力开关　智能变送器　联锁我厂自1993年8月18日产出合成氨、8月28日产出合格尿素至今已运行十余年了，曾多次创造A级连续超百天等运行佳绩。在装置运行过程中，各专业技术人员不断摸索，及时总结经验教训，为后续工作积累素材。合成氨装置的一段转化

2、炉是转化段的核心部分，原料气CH4与水蒸气H2O在此发生转化产生合成氨的原料之一H2气，而一段炉炉膛烟气压力的控制无疑尤为重要，因为一旦炉膛烟气压力为正压，炉膛内温度高达860℃的烟气冲出一段炉壁所造成的损失将不可估量。１　原烟气压力控制方案简介１.１　安装位置从《日产1000吨合成氨装置工艺流程图册》（CFBRAUNINC）中KD－42页的一段转化炉空气分配管道仪表流程图上，我们看到炉膛烟气压力取压点位于辐射段上方对流段下方，烟气压力由两根引压管线分别接一台压力变送器PT－167和一台压力开关P

3、SHH－283。现场实际情况是其中PT－167引压管线较长，变送器安装在炉外FV－105平台上的保温箱里；PSHH－283引压管线较短，压力开关直接安装在取压点旁炉膛辐射段顶较热的通道里，这种高温环境对开关中的精密机械部件非常不利。１.２　控制方案１.２.１　回路100PICALH　167该回路设计现场部分为：压力变送器PT－167，输出4-20mA信号到主控接线柜；电气转换器PY－167，接受主控调节器PC167输出的4-20mA信号，输出相应气信号到炉膛顶部引风机挡板阀PV－167A/B；三通

4、电磁阀PY－167A安装在电气转换器输出到阀的气路上，接受主控来的联锁数字输出０或１信号，完成联锁动作。该回路设计主控部分为：100PAL／H167，在主控CRT上对炉膛烟气压力低／高于组态设计值时报警；调节器PC167在CRT上显示PT－167实时值并与给定值比较后按偏差调节引风机挡板阀PV－167A/B开度，保证炉膛负压。１.２.２　回路100PAH　283现场部分：压力开关PSHH－283为压力高联锁，正常时接常闭触点，炉膛压力达设定值时触点断开，即输出数字信号由“１”变“０”。主控部分：P

5、AHH283执行报警及联锁动作，主控设置维修旁路PHS283以方便维修、满足其他要求等，PHA　283为是否打旁路进行报警提示。１.３　仪表的选型及运行１.３.１　选型PT－167选用Rosemount公司生产的1151DP3E，设定量程为－10mmH2O至80mmH2O。1151系列变送器以其可靠的质量、稳定的性能享有良好的信誉。这种变送器有一可变电容敏感元件即“δ”室，压力通过隔离膜片和灌充液传递到测量膜片的另一侧。测量膜片的位置由其两侧的电容极板检测出来。经过处理转换成4－20mA信号。CH

6、－CL1151系列变送器工作原理表达式：　　P＝Iref•————　　　　　　　CH＋CL其中，P—被测流程压力，Iref—恒定电流，CH—高压侧极板和测量膜片之间的电容，CL—低压侧极板和测量膜片之间的电容。PSHH－283选用型号为BOURDON－PX/TX的压力开关，见图１。　　　　　　　　　　　　　　　　　　BOURDON－PX/TX压力开关由膜片、弹簧、触点组成，当压力作用到敏感膜片上时，它就产生一个力作用到弹簧上，当这个力超过弹簧的张力（大小由设定点决定）时，开关触点动作；压力降低时弹

7、簧恢复原来状态，开关也恢复常态。　　图中：EG　－刻度标尺　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　M　－微动开关　VB－锁定螺丝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　VR－调节螺丝图一　压力开关结构示意图　　　　　　　　　　R－弹簧　　从图一中可见，波登开关属于机械式结构。PSHH－283所选开关的量程范围是－20mmH2O至100mmH2O。１.３.２　运行PT－167运行良好，一般情况只做零点检查，每隔三年拆回校验一次，精度和变差均符合要求。由于一段炉烟气压力正常值约为－3mm

8、H2O，PSHH－283检测部分的膜片就要求足够大，又由于环境温度高等苛刻条件开关的材质必须保证，开关显得大而笨重。因此PSHH－283的拆卸、调校、安装固定都很不方便；另外，最大的弊端是开关的回差太大（8mmH2O），即当烟气压力由正常值－3mmH2O突变为5mmH2O以上时开关才动作，而PSHH－283的联锁值是0mmH2O，很明显使用这种开关已经太危险。２　改进后的烟气压力控制２.１　仪表选型　２.１.１与科技发展同步的新型仪表　　　　随着电子与通讯技术的迅猛发展，Ｒosem