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　　終聚釜是聚酯裝置關(guān)鍵設(shè)備之一，終聚釜能否安全穩(wěn)定運(yùn)行在很大程度上取決于液位變送器裝置的安全可靠性，終聚釜運(yùn)行可靠性決定聚酯裝置能否長(zhǎng)期、連續(xù)、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

　　我公司有一套900t/d聚酯生產(chǎn)裝置，設(shè)計(jì)采用一套酯化線(xiàn)配二套縮聚生產(chǎn)線(xiàn)工藝。其中兩臺(tái)臥式帶有鼠籠式攪拌器的終聚釜，每臺(tái)鼠籠式攪拌器由兩根外置短軸支撐，每根短軸配置一套液位變送器。液位變送器為波紋管連接的背靠背、帶壓接觸式雙端面液位變送器。

　　1終聚釜液位變送器裝置簡(jiǎn)介

　　終聚釜雙端面液位變送器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，具體工況如下:

   

　　水平安裝;

　　設(shè)計(jì)溫度:300℃;

　　設(shè)計(jì)壓力:真空/+0．1MPa;

　　密封介質(zhì):聚酯熔體;

　　操作壓力:0．1MPa;

　　操作溫度:285～300℃;

　　沖洗方案:PLAN54

　　阻封液:乙二醇(EG);

　　沖洗液壓力:max．0．2MPa;

　　轉(zhuǎn)速:1．5～6r/min。

　　該液位變送器適用于較長(zhǎng)的攪拌軸、高溫工況及溫度變化較大的臥式反應(yīng)釜。在密封殼體外配置金屬波紋管作為膨脹節(jié)，金屬波紋管通過(guò)法蘭與釜體連接，金屬波紋管承受攪拌軸軸向延伸，避免由液位變送器件承受和補(bǔ)償攪拌軸產(chǎn)生的較大熱位移，同時(shí)金屬波紋管可以承受攪拌軸的徑向擺動(dòng)。

　　液位變送器運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性主要取決于密封端面油膜溫度。雙端面液位變送器工作時(shí)必須從外部引入與被密封介質(zhì)相容的密封流體，通常稱(chēng)作阻封液(或緩沖液)。初始設(shè)置的釜用液位變送器輔助系統(tǒng)是為了給液位變送器提供清潔、冷卻、帶壓的阻封液，其主要功能是對(duì)密封端面的進(jìn)行潤(rùn)滑冷卻、平衡密封液的壓力，以改善密封端面間的運(yùn)行條件，使液位變送器能夠長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。

　　2初始配置的密封輔助系統(tǒng)存在缺陷

　　液位變送器初始配置PLAN54沖洗冷卻方案。當(dāng)時(shí)為了考慮配置成本，沒(méi)有采用液位變送器制造商提供的密封輔助系統(tǒng)，而是由生產(chǎn)裝置提供新鮮EG用來(lái)沖洗、冷卻液位變送器，流程見(jiàn)圖2。阻封液EG與生產(chǎn)用EG共用同一臺(tái)輸送泵提供，泵出口主管道直徑為DN150，阻封液主管徑為DN40，阻封液主管裝配自力式調(diào)節(jié)閥，穩(wěn)定進(jìn)入液位變送器系統(tǒng)的阻封液壓力，阻封液進(jìn)入液位變送器管道管徑為DN20。每臺(tái)釜用液位變送器進(jìn)口安裝有手閥，出口裝配流量計(jì)、壓力表、溫度表和手閥，每臺(tái)液位變送器可以單好隔斷。

　　初始密封輔助系統(tǒng)存在以下缺陷:

　　1)阻封液EG與生產(chǎn)用EG共用同一臺(tái)輸送泵，在生產(chǎn)過(guò)程中需要經(jīng)常配制添加劑，配制添加劑需用EG流量約為20m3/h，生產(chǎn)穩(wěn)定、連續(xù)消耗EG約為13m3/h，4臺(tái)液位變送器(2S-A/2S-B/3S-A/3S-B)阻封液流量約為2m3/h，在配制添加劑過(guò)程中，阻封液EG流量、壓力受影響很大，經(jīng)常導(dǎo)致阻封液EG壓力、流量接近低報(bào)值。

　　2)在生產(chǎn)裝置停機(jī)時(shí)，終聚釜操作溫度一般在約290℃，終聚釜須依靠通氮?dú)饨禍?，通常要求溫?le;60℃才能停阻封液EG，需要2～3天時(shí)間，這段時(shí)間消耗大量新鮮EG，EG只能當(dāng)作廢料處理，增加了生產(chǎn)車(chē)間的生產(chǎn)成本。

　　3)受電網(wǎng)故障影響，一旦EG輸送泵斷電，釜用液位變送器處于無(wú)冷卻狀態(tài)。在原新鮮EG輸送泵配置UPS電源(不間斷電源)后，對(duì)外電網(wǎng)晃電有一定的改善，但當(dāng)外電網(wǎng)斷電時(shí)，仍會(huì)造成停供阻封液EG的情況。

　　曾發(fā)生1起因外電網(wǎng)斷電導(dǎo)致液位變送器泄漏故障，發(fā)生2起因阻封液壓力流量低導(dǎo)致的液位變送器泄漏故障。

　　對(duì)于接觸式濕密封，維持密封腔壓力穩(wěn)定有利于保持足夠的汽化壓力裕量，可防止介質(zhì)流體在端面處局部汽化，有利于保護(hù)密封端面，反之，則會(huì)損壞密封端面。其中控制阻封液循環(huán)量是關(guān)鍵因素。密封腔熱量不及時(shí)帶走，液位變送器端面溫度過(guò)高會(huì)引起密封端面間油膜的氣化，使密封端面磨損，造成密封失效;溫度升高也會(huì)使密封環(huán)變形，當(dāng)密封環(huán)所受熱應(yīng)力超過(guò)材料許用應(yīng)力時(shí)，密封件將發(fā)生永久變形破壞，造成密封端面接觸狀態(tài)的改變;甚至因溫度變化引起熱沖擊和熱裂。4)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程能耗較高。

　　3改造方案

　　針對(duì)初始密封輔助系統(tǒng)的不足，提出改造成密封油站的方案，方案如下:

　　密封油站內(nèi)部增加配置潤(rùn)滑油泵、冷卻器、油箱等設(shè)備。這種方案的優(yōu)勢(shì)在于EG(密封油)可反復(fù)循環(huán)使用，直到不能滿(mǎn)足沖洗、冷卻要求后才更換新鮮EG，隔離液循環(huán)動(dòng)力強(qiáng)，循環(huán)流量較大，溫度進(jìn)一步降低且可控，密封運(yùn)行環(huán)境進(jìn)一步改善。但密封油系統(tǒng)造價(jià)較高，對(duì)于單臺(tái)釜用液位變送器來(lái)說(shuō)性?xún)r(jià)比不高，密封油站循環(huán)冷卻方案可同時(shí)配置多個(gè)釜用液位變送器。

　　3．1密封油站工作原理

　　密封油站主要包括密封油箱、蓄能器、油泵、換熱器、自力式調(diào)壓閥、過(guò)濾器及隨機(jī)儀表，并集成在同一底座內(nèi);每臺(tái)密封沖洗支路上配置壓力表、壓力變送器、手動(dòng)切斷閥、單向閥和轉(zhuǎn)子流量計(jì)，［1］詳見(jiàn)圖3。

　　密封油經(jīng)油泵增壓后，送至各個(gè)高溫釜用液位變送器，系統(tǒng)的供油壓力通過(guò)自力式調(diào)節(jié)閥(PCV1)調(diào)節(jié)，每個(gè)密封腔內(nèi)的密封油壓力通過(guò)支路手閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　密封油站設(shè)計(jì)首先應(yīng)核算沖洗冷卻流量，根據(jù)沖洗流量來(lái)確定油箱容積，油箱容積一般為流量數(shù)值的8～10倍，空間允許盡量做大些。液壓元件選擇的通徑尺寸，應(yīng)不小于核算的管路通徑。為安全可靠，一般配置2臺(tái)油泵，可使用一臺(tái)備用一臺(tái)，檢修時(shí)可切換使用。配置1μm精過(guò)濾器，避免雜質(zhì)進(jìn)入密封腔。增設(shè)空氣冷卻器，氣溫低時(shí)可替代循環(huán)冷卻水。密封油選用清潔EG。

　　3．2改造實(shí)施

　　在原有密封輔助系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加配置密封油站，控制原理見(jiàn)圖3。密封油站增加設(shè)備如下:儲(chǔ)液罐一臺(tái)(利舊)，容積4m3/工作容積3．2m3，裝配有低液位、高液位開(kāi)關(guān)，儲(chǔ)液罐安裝高度約3m。

　　計(jì)量泵2臺(tái)，配置G35-1單螺桿泵，流量5m3/h，功率2．2kW，配置變頻器，利于流量調(diào)節(jié)(經(jīng)核算，4臺(tái)液位變送器沖洗流量合計(jì)≥1．98m3/h)，為防止外電網(wǎng)斷電停泵，將電機(jī)并入現(xiàn)有UPS電源系統(tǒng)。增設(shè)自制過(guò)濾器，材料選用304不銹鋼，裝配聚丙烯濾芯。

　　增設(shè)自制空氣冷卻器，材料選用304不銹鋼。

　　管路管徑選取DN40，材質(zhì)選用304不銹鋼，SH10S壁厚系列，總長(zhǎng)150m。

　　3．3密封泄漏判斷

　　當(dāng)巡檢人員觀察到油箱液位降低，或系統(tǒng)檢測(cè)到油箱低液位報(bào)警時(shí)，可確定多臺(tái)釜用液位變送器中有密封泄漏。操作人員可通過(guò)每臺(tái)液位變送器的回油流量與回油壓力判斷是否存在泄漏，通過(guò)泵轉(zhuǎn)速與回油總量可以估算泄漏量，決定是否需停機(jī)檢修。

　　3．4改造效果

　　2014年對(duì)釜用液位變送器輔助系統(tǒng)改造后，密封油站已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行4年，阻封液回流壓力、流量穩(wěn)定，進(jìn)口和出口的溫度差≤8℃。消除因裝置EG需求量波動(dòng)和裝置停機(jī)對(duì)釜用液位變送器的影響，提高了釜用液位變送器運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性;也解決了裝置停工過(guò)程中乙二醇耗量過(guò)大的問(wèn)題;同時(shí)還降低了裝置的公用工程消耗，與原輔助系統(tǒng)相比較，密封油站運(yùn)行每年節(jié)約用電約5萬(wàn)kW·h。

　　4結(jié)論

　　密封油站循環(huán)冷卻方案可配置多個(gè)釜用機(jī)封，此方案已在石油化工行業(yè)的關(guān)鍵攪拌設(shè)備上廣泛應(yīng)用。Plan54密封沖洗方案及密封油站的配套應(yīng)用，對(duì)聚酯裝置多臺(tái)釜用液位變送器和高溫油泵群液位變送器沖洗冷卻輔助系統(tǒng)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)、可靠的選擇。