甲醇装置双法兰液位变送器异常波动故障分析

(一)基本情况

1.装置及单元简介

某化工厂60万吨煤制甲醇装置，净化单元主要流程为低温甲醇洗工艺，以脱除变换气和未变换气中的二氧化碳、全部硫化物、其他杂质和水分。

2.仪表控制及联锁回路简介

V11006(硫化氢气体分离器)液位过程控制及液位低低联锁回路(图1-27):设备本体另设置现场就地磁翻板液位计LI-110763，方便对照观察液位。

(1)液位过程控制:液位变送器(LT-110509)输出信号送人DCS中控制器(LIC.110509)，LIC-110509输出信号使调节阀(LV-110509)调节控制液位(表1-2)。

(2)液位低低联锁:液位变送器(LT-110507)和(LT-110509)信号送人DCS中，在 DCS中与低液位联锁设定值做比较，若低于设定值，则发出联锁信号，经选择器(HS-110509)二选一后输出联锁信号，停泵(P11007A/B)(表1-3)。

仪表情况简介:故障仪表为液位变送器。

位号:LT-110507。

型号规格:EJA118W-EMSA1CA-AA03-94DA/NS1(0~24.794kPa)，带吹扫环。

(二)故障描述及处理过程

1.故障前工艺情况

故障发生前生产装置运行正常，工艺参数没有异常及波动，工艺及仪表操作人员最后一次巡检时仪表显示正常。

2.故障现象及描述

2020年9月25日，甲醇装置中控工艺操作人员发现LT-110507和LT-110509液位变送器测量值显示不同步，且LT-110507液位变送器测量值波动范围较大。通知净化单元操作工前往现场查看情况，对照现场就地磁翻板液位计L1-110763发现，其值与LT-110509液位变送器显示值基本接近，LT-110507液位变送器显示偏差值则大。LT-110507趋势图如图1-28所示。

3.影响范围

LT-110507和LT-110509设置液位低低联锁P11007A/B(热再生塔/回流泵)，属于A类联锁重点仪表。如故障引发联锁停泵，则工艺生产不稳定，后果严重。仪表安装位置图如图1-29所示。

4.仪表及系统处理过程

操作人员发现仪表故障后联系仪表操作人员处理，按公司相关制度办理完检修手续及票证后，通知搭设脚手架检修平台人员、敷设长管空呼人员到位。

中控工艺操作员切换至 LT-110509(HS-110509二选一)控制，现场加强对照现场就地磁翻板液位计LI-110763显示，并提前办理仪表联锁切除相关制度手续，预防紧急联锁影响正常工艺生产。

全部准备工作确认完成后，现场工艺操作人员关闭正负压侧取根部阀。仪表操作人员缓慢拆卸连接螺栓，释放根部阀至膜盒间残留工艺介质，两处管线残留介质流出后均用废液收集桶将其安全回收处理。确认液位变送器根部阀均无泄漏后，用临时盲板隔离(图1-30)。

仪表拆除清理干净后，检查发现正压侧膜片有空鼓情况出现。确认膜片已坏，决定更换备表，之后校验备件表单，参数核对正确后更换，复位安装完成后进行投表作业。依次打开正压侧和负压侧阀门后，液位变送器表头显示Er.07故障代码(表1-4)，问题并未得到有效解决。

重新操作一遍工艺隔离、仪表拆检流程，排查问题，重点检查吹扫环中的金属缠绕垫片有无安装偏差，膜盒压力检测部是否挤压检测膜片造成测量值超限故障。法兰安装如图1-31所示。

经复查安装均符合标准，再次投表观察，发现正压侧投用时压力值上升缓慢，再投用负压侧后压力值立马显示负超限值。遂工艺切出检查正压侧取源系统，发现正压侧取源管线内工艺介质只有少量且流出非常缓慢，判断取源管线脏堵，造成测量值波动且与另一液位变送器测量值产生较大偏差。后工艺处理希望通过铜锤适度敲击震动管线，使脏堵物自行排出。结果适得其反，取源管线弯头处完全被堵死，无法取压使用。脏堵物堵塞位置见图1-32。

工艺临时补救措施:由于仪表测量点参与控制并涉及联锁，工艺要求必须投用，故LT-110507正压侧法兰通过增加三通管道，接入LI-110763现场就地磁翻板液位计取源口，负压侧膜盒法兰安装位置保持不变。紧急加工并安装三通管道，重新计算参数，装置投用后正常显示。

经过工艺办和设备办开会讨论方案后决定，按公司制度流程完成编制相关文件临时变更手续。同意装置临时性观察投用，并增加巡检频次，待公司年度大修时清通取源管线，复位LT-110507液位变送器及参数，消除设备隐患。临时变更安装位置如图1-33所示。

故障性质:这是一起因仪表液位变送器膜片损坏及取压管线堵塞失效造成的故障，属于检测失效故障类型。中控工艺操作人员发现异常并及时识别出该故障，故没有造成更大的损失。

(三)故障原因分析

1.主要原因

(1)经仪表拆除检查发现，液位变送器正压侧膜片有空鼓情况出现，确认膜片已损坏。液位变送器膜盒失效是LT-110507液位变送器测量值大幅波动的主要原因。

(2)液位变送器取源管线堵塞。测量介质中含有杂质，在液位变送器取源管线中沉淀造成堵塞，取源管线堵塞是LT-110507液位变送器测量值回零的主要原因。原设计阶段，工艺根据相关经验建议采取了仪表防堵相关措施，在采购阶段落实增加了

2.次要原因

仪表吹扫环附件，但在设备安装施工阶段仅安装了吹扫环(图1-34)，并未引入相应的吹扫管线。由于施工图并未变更增加吹扫管线相关设计，致使吹扫环安装后沦为摆设并未起到应有的作用。后续投入生产期间也无人发现此问题，直至取源管线堵塞发生。

3.管理原因

负责原装置的仪表工程师离岗，后接管仪表工程师未关注到原设计安装偏差内容，对现场重点涉及联锁仪表未定期清洗排污和定期检测是本次故障的管理原因。

四、防范措施及建议

1.经验教训

(1)仪表选型时一定要仔细核对仪表接液材质是否满足被测介质要求。

(2)对于含有杂质的测量介质，仪表取源管线尽可能粗，并采取在线冲洗措施。

(3)仪表点巡检工作至关重要，直接影响到工艺系统稳定。根据仪表设备重要等级划分规则，每天按巡检制度要求及时检查A类重点仪表，对可能出现的情况提前上报分析处理。增加各装置交叉巡检制度，确保各仪表设备巡检工作落实到位。完善相关联锁仪表抢修应急预案，加大对应急预案的培训和演练力度，提高仪表维护人员处理突发事件的能力。

2.防范(反事故)措施

严格执行重点仪表年度校验，对照设计资料现场逐台核对信息。对仅安装了吹扫环、未引人相应的吹扫管线的仪表，实施整改，并配合工艺制定吹扫方案，确保反吹扫介质、流程、频次等按计划实施。

注：本文摘自仪表圈编辑的《仪表问答》，感谢仪表圈的团队！