网站原创摘 要：本文简要的介绍了AMETEK880NSL型硫比值分析仪的工作原理和系统构成,结合其在海南炼化硫磺回收装置的运行经验,对其运行状况、常见故障及处理方法和使用过程发现的缺陷进行了总结.
关 键 词 ：硫比值分析仪 运行状况 常见故障 应用总结
装置简介：海南炼化硫磺回收装置设计负荷为生产硫磺8万吨/年,年开工时间为8400小时,操作弹性范围是30-110%,硫回收率99.8%,尾气净化度达到小于960mg/m3.本装置由SEI总承包,山东三维石化工程股份有限公司负责基础设计和工程设计,中石化第二建设公司承建.硫磺装置由Claus制硫系统、尾气处理系统、尾气焚烧系统、液硫脱气系统组成.装置采用中石化自主开发SSR无在线炉硫回收工艺,采用二头一尾配置.装置原料是溶剂再生装置来清洁酸性气和酸性水汽提装置来含氨酸性气.本装置于2006年9月首次开车成功,最长运行周期为39个月.
制硫炉配风采用双回路控制系统,即大配风与酸性气流量采用比例控制,小配风与硫比值分析仪计算的需氧量串级控制.
一、概述
在克劳斯硫磺回收工艺中,通常采用硫化氢/二氧化硫比值分析仪对制硫尾气中的H2S与SO2浓度进行分析,参与制硫炉酸性气/空气配比控制,精确控制制硫炉的配风量,提高制硫装置硫回收率,同时防止尾气部分发生SO2穿透,因此提高硫比值分析仪的精确度、缩短分析时间和降低故障率,对于硫磺回收及尾气处理装置的操作至关重要.
本装置采用了AMETEK880NSL型硫比值分析仪,为了提高比值仪分析的准确性,将比值仪安装在制硫装置尾气分液罐出口水平段管线上,此段位置介质具有压力稳定、流速均匀的特点,同时为了缩短比值仪采样时间,降低分析结果的滞后性,将比值仪整体设备直接安装在管道上,尽量降低采样管长度.
AMETEK880NSL型硫比值分析仪具有自动化程度高的特点,分析仪控制系统自动执行所有的正常运行步骤,包括启动样品流动、分析、在线校准、量程选择、错误检测、区域温度控制及出错自动反吹等步骤,维护人员可由设备自带显示屏得知设备的运行状态和错误信息.
二、AMETEK880NSL型分析仪工作原理、系统构成及特点
AMETEK880NSL型硫比值分析仪使用光度计分析法,持续监视制硫尾气中的H2S和SO2气体浓度,输出独立的4到20mA模拟信号.硫比值分析仪直接分析制硫尾气中H2S和 SO2气体的体积浓度,并计算输出两种气体的体积浓度比和制硫炉配风需氧量,从而实现制硫炉的精确配风.
AMETEK880NSL型硫比值分析仪由电脑控制箱、加热箱和光度计组成,包括标准组件的光学系统.这些部件集成安装在公共基板上,设备整体直接安装在工艺管道上,通过这种安装方式,样气可直接从工艺管道中抽取,并通过同一采样探管返回到过程气管道中,极大缩短了采样管线的长度,很好的解决了分析结果滞后性的问题.
AMETEK880NSL型硫比值分析仪配有净化风吹扫报警系统,符合高危险区域场所使用的要求.设备内部安装的压力开关监控着吹扫风系统的工作压力,如果吹扫风压不足将触发报警器报警.
三、AMETEK880NSL型硫比值分析仪常见故障分析及注意事项
通过本装置的运行经验,此比值仪最常出现以下10个故障.
1.显示屏提示“主定时器停”即控制器时钟被人为终止.
2.测量室温度压力报警.此信息提示往往出现在刚刚开车运行阶段,在加热过程中检测池温度 还没有达到设定温度范围,即145℃±10℃.
3.在刚开车运行,仪器一进入“样品周期”就伴随“低光亮报警”随后进入“零点周期”程序.
这种情况的发生,一般是由于在分析仪没有投用前,配风量过大,导致SO2浓度超过1% 引起低光报警,操作人员将风量递减,直到能进入样品周期正常运行.另外在开车时,可能H2S 浓度过高,仪表很难进入样品周期,操作人员将风量增加,直到能进入样品周期正常运行.其次,开车时伴热蒸汽温度不够高,导致除雾器温度低于129℃,等除雾器温度达到129℃时会自动进入样品周期.
4.仪表已经进入样品周期,但SO2和H2S浓度示值均为零.可能原因是尾气是未能进入仪表内；检测室内滤光组件发生腐蚀；光检测电路板上光电池可能损坏.
5.过量零点错误和过量校验错误信息.发生原因是测量气室两个石英窗镜片上有硫磺凝结.
6.“低光亮报警” 光源氙灯不发光或发光频率不规则.可能原因是电气控制箱内光源触发器的工作电源故障；LED灯闪烁故障；温控器下面电容两端直流电压不足.
7.测量气室两个石英窗镜片干净且加热箱两个密封镜片也干净,出现低光亮报警后进入零气吹扫状态.这种情况的发生是由于仪器长时间未调零,使得仪器接收端光电池电路板的接收电压低于正常工作时的电源.
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8.气室温度达不到设定值145℃或150℃ 加热器及温度控制器可以升温但工作不正常,分析仪一直处于零点周期.出现这种情况,可能是加热箱的密封性不好,或是软件程序出错造成.
9.出现过量校验错误,检查发现四路A,B,C,D标定效验值与镜片值不同、偏差较大.其它正常.可能原因只读存储器中数据错误.
10.分析仪出现”高光亮报警” 光源氙灯发光或发光频率不规则.可能原因是电气控制箱内光源触发器的工作电源故障；LED灯闪烁故障；温控器下面电容两端直流电压不足.
11.综合以上故障处理方法及步骤,在比值仪投运时应当注意一下几点：
11.1检查吹扫气并调整压力,保证吹扫压力达到投运时的要求.
11.2检查伴热蒸汽压力及温度,保证除雾器温度在129度,并且相当稳定.
11.3吹扫时一般情况下用空气反吹,反吹是自动进行,当样气中有氨气存在时,会和二氧化碳反应铵盐,铵盐会堵塞反吹回路,在用空气反吹不起作用,只能采用蒸汽反吹,蒸汽的水解作用可以消除铵盐.
11.4我们使用的两台比值仪使用氮气吹扫,建议改造使用蒸汽吹扫,这样就会减少除雾器的堵塞.
11.5定期的检查测量光室有无泄漏发生,酸性气体的泄漏会腐蚀一些电子部件.
四、运行情况
AMETEK880NSL型硫比值分析仪自2006年9月硫磺装置首次开车后至第一周期运行结束（累计39个月）一直投入使用,从使用效果来看此硫比值分析仪能够快速、准确的进行在线分析,能够较好的达到自动控制的要求.第一运行周期期间此比值仪经常发生样品室和取样管道堵塞的问题,并且机柜的自身保护措施没有达到要求,后经两项改造解决了上述问题,一是对取样管线伴热流程加以改造,避免了取样管道的堵塞；二是增设机柜防雨棚以保护部件免受雷雨和太阳直射,延长设备的使用寿命.此比值仪在装置第二周期开工后正常投入,但投用后不久,由于设备使用时间长、配件老化等问题,经常出现故障,并且此表备件属进口配件,采购周期长,因此第二运行周期中,装置两台比值仪只有一台能够投入运行,其余一台基本处于待配件检修状态中,严重的影响了装置的平稳运行及自动化控制.
五、总结
在硫磺回收装置中应用硫比值分析仪可精确控制制硫炉的配风,有效提高制硫装置的硫回收率、防止尾气部分SO2穿透、提高尾气排放合格率；能够有效的提高装置运行的平稳率和自控率,降低操作工作量和保持装置长周期运行.从METEK880NSL型硫比值分析仪在海南炼化硫磺回收装置的应用情况来看,本比值仪较好的满足了克劳斯硫磺回收装置对比值仪测量快速、平稳和准确的过程控制要求,并且能够在装置运行负荷大幅度变化的工况下提供准确的分析数据,为我厂的硫磺回收装置提高硫回收率、提高尾气排放合格率和装置自控率等方面做出了较大的贡献.但随着设备长周期的运行,暴露出此分析仪配件使用寿命偏短,配件采购周期较长等弊端.