山東濱化集團股份有限公司( 以下簡稱“山東濱化”) 化工分公司氯堿車間 44 萬 t /a 燒堿裝置分為第 1 期裝置和第 2 期裝置，氯氣處理使用透平式差壓變送器，對氯氣進行壓縮后輸送至下游氯氣用戶。目前，共 3 臺不同規格型號的西門子差壓變送器可用于對氯氣進行壓縮，正常運行 2 臺，1 臺備用，其中第 1 期 A 透平機氯氣處理能力為 13 000m3 /h，出口壓力可達 1． 2 MPa。與本工序原使用的差壓變送器相比，新的變送器處理能力與壓縮比都

要高，使用現場 PLC 控制，系統更加穩定，同時通過通訊實現 DCS 的遠程調節。2017 年，將氯氣切入該變送器運行，目前該設備運行穩定。筆者針對該差壓變送器切換過程中出現的問題進行了分析與總結。

 

1 工藝簡介

山東濱化氯處理工序共 2 套氯氣處理及壓縮裝置，分別對應第 1、2 期電解裝置。其中第 1 期電解裝置的氯氣經干燥后進入第 1 期 A 差壓變送器( 設計能力 13 000 m3 /h) ，經四級壓縮加壓至 0． 85 MPa左右送至氯氣液化汽化裝置進行進一步處理，然后送往下游四氯乙烯、氯丙烯、PO 裝置; 第 2 期電解裝置的氯氣經干燥后進入第 2 期差壓變送器( 設計能力8 500 m3 /h) ，經三級壓縮至 0． 35 MPa 左右，送至下游 PO 裝置; 同時第 1 期氯處理裝置還設有 1 臺四級差壓變送器 B( 設計能力 9 600 m3 /h) ，其入口、出口與第 1 期 A 透平機、第 2 期透平機入口、出口均通過管線連通，若在用設備出現故障須維修，可將在用設備切至備用的 B 差壓變送器，起到備用作用( 詳見圖 1) ; 同時，由于第 1 期 A、B 差壓變送器設計能力不同，第 1、2 期差壓變送器針對的下游用戶不同，也可根據生產負荷的變化及下游的用氯需求，使用合適的差壓變送器。

 

2 透平機切換過程( A 透平機向 B 透平機的切換)

2． 1 B 差壓變送器具備切入氯氣的步驟

B 差壓變送器具備切入氯氣前的準備工作: 啟動 B 透平機并進行氯氣置換。

( 1) 開啟備用透平機 B 并進行空運，控制 B 透平機入口壓力為 3． 0 kPa，檢查確認透平機各運行參數( 軸溫、震動、氯氮壓差等自身聯鎖的參數) 在正常范圍內。

( 2) B 透平機用氮氣運行至系統含水質量分數低于 6 × 10 － 5 ，具備進氯氣條件后開始通入部分氯氣，關閉入口充氮閥，對系統進行置換。

( 3) 運行 1 h 后，在 B 透平機去廢氣閥處取樣，分析氯氣純度。如果氯氣體積分數大于 96% ，則認為氯氣置換合格。

( 4) 氯氣置換合格后，關閉去廢氣閥，關小補氯氣閥( 由于密封氣會損失少量氯氣，還須補充少量氯氣［1］) ，維持 B 透平機自回流運行。

 

2． 2 透平機由 A 透平機切至 B 透平機的切換步驟

( 1) 通知調度開始切換，調整 B 透平機入口壓力與 A 透平機入口壓力基本一致。

( 2) 關注 A 透平機、B 透平機入口壓力，現場緩慢打開第 1 期氯處理至 B 透平機入口的閥門，使第1 期 A 透平機、B 透平機入口閥門連通。

( 3) 調節 A、B 透平機出口壓力一致; 現場緩慢打開 B 透平機出口閥直至全開，調節過程中保持與DCS 的聯系，DCS 注意觀察 A，B 透平機系統氯氣壓力穩定。

( 4) 緩慢開大第 1 期 A 透平機防喘振閥限位，根據透平機入口壓力關小 B 透平機防喘振閥限位。調節過程中，注意維持 2 臺透平機入口及出口壓力的穩定。

( 5) 當 B 透平機帶負荷后，B 透平機防喘振閥關至 50% 后，解除 A 透平機的各相關聯鎖，投入 B透平機的相關聯鎖。

( 6) 當 A 透平機防喘振閥全開后，依次緩慢關閉 A 透平機進出口閥。關閉后適當降低第 1 期 A透平機入口壓力，使兩透平機入口出現壓差，確認閥門關嚴。

( 7) 開 A 透平機入口充氮閥，開大透平機出口去廢氣閥門。A 透平機氮氣置換 2 h 后停機，入口充少量氮氣維持系統微正壓( 10 ～ 20 kPa) 。

 

3 切換過程中出現的問題及解決措施

3． 1 氯壓機初開車時氯氣容易發生壓力波動

差壓變送器初開車時，使用氮氣開車。運行穩定后，再緩慢切入氯氣。氯氣切入過程中，比較容易出現氯氣壓力波動，影響離子膜總管氯氣壓力的穩定［2］。

 

3． 1． 1 原因分析

差壓變送器使用氮氣開車，防喘振回流閥為全開狀態。隨著氯氣的進入，氯氣純度提高，流量達到一定值后，透平機的防喘振才會逐漸關小。在防喘振閥開始關小前的這段時間，只能夠通過透平機出口去廢氣閥門控制透平機入口壓力。由于透平機出入口壓力相差較多，且通過透平機出口去廢氣閥門控制透平機入口壓力有一定的延遲性，該過程較難控制，容易造成透平機入口壓力波動，影響離子膜氯氣總管的壓力。

 

3． 1． 2 解決措施

根據操作經驗，當透平機內氯氣純度提高后，防喘振閥開始關小，出口壓力升高，此時，透平機可以進入相對穩定的運行階段。為防止防喘振閥關小前的這段時間透平機入口壓力波動對系統造成影響，

引氯氣管線至透平機入口，在開啟透平機入口大閥前，提前向透平機內充入氯氣，置換透平機系統［3］。待確認系統置換合格，氯氣純度大于 96% 后，再開始系統的切換，打開透平機入口，并入系統。將可能導致壓力波動的操作在并入系統前完成，消除了對系統的影響。

 

3． 2 切換過程中需操作閥門較多，容易引起氯氣壓力波動

3． 2． 1 原因分析

透平機切換過程中涉及現場入口手動閥、出口手動閥、透平機導葉自控閥、防喘振回流閥，變量較多，且需要現場與 DCS 的協調與配合。一旦配合不好，操作幅度不一致，可能會造成系統壓力波動。

 

3． 2． 2 解決措施

細化操作步驟，減少同時參與操作的變量數量。切換過程中，shou先調整 2 臺透平機入口與出口壓力一致，依次緩慢將備用透平機的出口、入口閥門并入系統，使 2 臺透平機并行，再通過緩慢開大備用設備的防喘振回流限位，降低在用設備的防喘振回流限位，使備用設備所帶負荷逐漸升高，在用設備所帶負荷逐漸降低。確認在用設備不帶負荷后，再依次關閉原在用設備的出口、入口閥門。每一步只操作 1或 2 個變量，降低了多變量操作風險。

 

3． 3 入口閥開啟后，兩臺變送器入口壓力不一致

2017 年 6 月將 B 透平機切至 A 透平機時，開 A透平機入口手閥前，A、B 透平機入口壓力都調至 3kPa，導葉自動控制透平機入口壓力。打開 A 透平機入口手閥后，DCS 頁面顯示的 A 透平機入口壓力比 B 透平機入口壓力高 2． 5 kPa。即 A 透平機入口壓力設定值為 3 kPa，實際值為 5 kPa。B 透平機入口壓力設定值為 3 kPa，實際值為 2． 5 kPa。由于此時 2 臺透平機導葉自控閥均在自控狀態，兩自控閥同時向不同的方向調整，出現了短時間的壓力波動。重新調節了 A、B 透平機的入口壓力設定值，將 A 入口壓力設定值設為 5． 0 kPa，B 設為 2． 5 kPa 后，恢復穩定。

為避免這種情況的發生，可提前對備用透平機入口導葉控制的壓力進行校準。切換時，在初開備用透平機入口手閥前，先將備用透平機入口導葉自控閥設為手動; 待入口閥開啟后，觀察入口壓力穩定，再將入口導葉閥設為自動。設定值與壓力穩定后壓力值相當。

 

3． 4 切換過程中關小備用設備防喘振回流限位，其所帶負荷卻沒有增加

在 2017 年 9 月將 A 透平機切至 B 透平機過程中，操作人員逐漸關小 B 透平機防喘振回流限位，開大 A 透平機防喘振回流閥限位。發現: 隨著 B 透平機防喘振閥回流限位的開大，B 透平機入口導葉閥的開度也在同步減小。判斷 B 透平機所帶的負荷沒有增加，仍然是 A 透平機起主要的壓縮作用。對 B 透平機入口壓力設定值稍作調整，使 B 透平機入口壓力值略低于 A 透平機入口壓力，使氯氣更容易切至 B 透平機。即切換過程中可以使兩透平機入口壓力在基本一致的前提下，使備用設備入口的氯氣壓力略低于在用設備入口的氯氣壓力。

 

3． 5 切換完成后，入口閥門關閉不嚴

2017 年 5 月，由于第 2 期下游氯氣用戶停車檢修，將第 2 期透平機切至第 1 期 B 透平機后送至氯氣液化汽化。切換完成時，第 2 期透平機進出口閥已關閉，第 2 期透平機降壓停車時，第 1 期 B 透平機入口壓力隨第 2 期透平機入口壓力一同變化。對第2 期透平機入口閥進行進一步關緊處理后，降低第 2期透平機入口壓力，確認第 1 期 B 透平機入口壓力不受影響。因此，可在透平機切換完成，關閉待停透平機入口手閥后，把入口壓力調低，使兩變送器入口壓力出現一定的壓差，確定入口手閥關嚴。

 

4 結語

通過對智能差壓變送器切換操作的梳理，對切換過程中可能出現及出現過的問題進行了分析與總結，實現了透平機的穩定切換，使備用透平機切實起到備用作用; 也可以根據生產負荷的變化及下游的用氯需求，使用合適的差壓變送器，提高裝置的操作彈性，也為同行業其他大型轉動設備的平穩切換提供了可操作的經驗。