朱吉磊

（淄博齐翔腾达化工股份有限公司，山东 淄博 255400）

0 引言

目前，智能隔膜密封式差压变送器在化工装置中应用比较普遍。因其成本低、安装维护方便、常规场合无需伴热保温，本公司95%液位测量采用了智能隔膜密封式差压变送器，采用的品牌及系列有EJA118系列（带压设备），EJA210A、EJA220A（常压设备）及罗斯蒙特3051系列。EJA在本公司液位测量中占有量大约为2/3，罗斯蒙特占有量大约为1/3。本公司15万吨环保新材料（PBS）工程顺酐装置高温高真空场合较多，在相关设备的液位测量上，主要使用了浮筒液位计（1台）和EJA118N（7台）智能隔膜密封式差压液位变送器。经过近两年的应用发现EJA118N液位变送器应用比较稳定，因工艺介质为易凝介质，浮筒液位计在伴热不好的前提下容易堵塞。本文着重对EJA118N在顺酐装置高温高真空下的选型、安装及使用过程中遇到的问题进行分析。

1 选型

1.1 工艺条件简述

工艺条件是选型的依据，把握好工艺条件才能准确地选型。本公司顺酐装置为正丁烷氧化法，因吸收解析系统、精制系统均为高温高真空场合，液位测量采用隔膜密封式差压变送器的有7台，本文以轻组分塔C-11411液位测量为例进行简述。

介质：顺酐为有酸味的无色或白色固体，熔点52.8℃，沸点202.2℃[1]

温度：163℃

压力：-0.08MPaG

密度：1198kg/m3

设备口：SH3406-96 DN80 PN2.0 RF

1.2 液位计类型选择

在选型中主要考虑了智能隔膜密封式差压变送器和浮筒液位计。因顺酐温度低于52.8℃即凝固，若选用浮筒液位计需做好伴热，并维持在52.8℃以上。考虑到施工的复杂性及类似装置应用情况（浮筒液位计经常出现堵塞现象），最终按照智能隔膜密封式差压变送器进行选型。因C-11411为带压设备，故选用双法兰液位变送器，即EJA118系列。

1.3 膜片型式的选择

因顺酐温度低于52.8℃即凝固，设备法兰短管有可能会出现堵塞现象。若选用平膜片在法兰短管做好伴热的情况下，稳定运行应该没有什么问题，但一旦伴热出问题（尤其是设备突然停车未清洗的情况下），法兰短管很容易堵塞，导致无法测量。所以为排除隐患，减少仪表维护量，选用EJA118N凸膜片。

1.4 隔膜凸出长度的选择

EJA118N DN80法兰隔膜凸出长度有50mm、100mm、150mm 3种标准长度。通过查看设备蓝图，法兰面至设备内壁长度L=120mm，因还要加上安装垫片厚度2mm～3mm，故若选用50mm、100mm长度，膜片均不能凸出设备内壁。膜片不凸出设备内壁，一是会有可能导致堵塞现象，二是测量效果会降低及响应时间会增加，故隔膜凸出长度选用150mm。

表1 常用注入液Table 1 Common injection solutions

图1 工作压力和接液温度曲线图[2]Fig.1 Working pressure and liquid temperature curve[2]

1.5 材质选择

因顺酐遇水会生成酸，具有强腐蚀性。大气中腐蚀性气体对碳钢长期也有较大腐蚀且顺酐整套高温高真空设备均为316L材质，为保证仪表长期稳定使用及日后检修方便（检修时原来的碳钢螺栓均锈死，无法拆卸）法兰选用SUS304材质及螺栓选用SUS630材质。

因设备及顺酐介质管路均为316L材质，在高温高真空场合膜片很容易鼓包，故基于膜片材质比设备及管道高一档材质原则及耐腐蚀和材质硬度考虑，膜片材质选用了哈氏合金C。

1.6 注入液的选择

注入液是此次选型的关键。常用注入液请参见表1。

表2 高温高真空硅油使用条件Table 2 Service conditions of high temperature and high vacuum silicone oil

因轻组分回收塔操作温度为163℃，压力为-0.08MPaG（20KPa abs）。根据注入液使用温度及压力，氟油和乙（撑）二醇在此高温高真空场合不适用，故只能按照硅油选型。常用硅油分为A硅油、B硅油、C硅油。从图1可以看出在163℃，A硅油、C硅油使用压力临界点在20KPa abs左右，B硅油在97KPa abs左右。根据工艺参数，理论上A、C硅油勉强能够满足且在临界点处。为保证仪表长周期运行，故A、B、C常规硅油均不推荐使用，应选择EJA高温高真空硅油。高温高真空硅油详见表2。

温度压力范围如图2所示。

通过图2及图3可以看出：在163℃时，两种硅油耐真空极限为17KPa abs左右，故两种硅油均可以选用，为节约成本及考虑环境温度，选用250℃高温高真空硅油。

1.7 最终型号确认

通过以上分析，最终确认选型为EJA118NDMSA16EB-ZB05-97DA/FS1，Z表示250℃高温高真空硅油（横河原装），因横河原装无本安防爆，故选用隔爆型。

2 安装

2.1 安装时的问题

在安装时，凸膜片只能插入设备内壁一半左右，无法正常安装。

2.2 原因分析

经过查看设备蓝图，设备短管规格为φ88.9×7.8，管道内径为73.3mm。而EJA118N DN80凸膜片直径为71mm±0.5mm。凸膜片直径按照71.5mm计算，最小间隙只有0.9mm。通过查看现场情况及测量发现：一是设备管口及短管有毛刺；二是设备短管与设备内壁焊接处内径大约在71.2mm左右。经过与设备专业咨询，设备短管处与设计偏差主要来自焊接时的热胀冷缩，为不可避免现象。除此之外，由于选型时理解有误，认为设备短管内径是和普通管路规格（φ89×5.5）一样，故对接时没有对照设备蓝

图2 250℃真空型硅油工作压力和接液温度曲线图[3]Fig.2 Working pressure and liquid temperature curve of 250℃ vacuum silicone oil[3]

图3 310℃真空型硅油工作压力和接液温度曲线图[3]Fig.3 Working pressure and liquid temperature curve of 310 ℃ vacuum silicone oil[3]

图中的设备短管尺寸，这是导致此问题的根本原因。在以后的选型中，尤其是选用凸膜片时，一定要对照设备蓝图，对接好各部件尺寸。

2.3 解决办法

通过联系设备厂家现场打磨毛刺及打磨焊缝处，变送器成功插入。

3 开车运行

2013年10月份顺酐装置投产成功，一直运行到2014年1月份智能隔膜密封式差压变送器高温高真空液位测点均稳定准确运行。

3.1 运行问题

2013年2月份高温高真空液位测点工艺反应滞后。

3.2 原因分析

因出现滞后为所有7台智能隔膜密封式差压变送器高温高真空液位测点均出现滞后，包括有些高温高真空压力测点也出现问题，故基本可以排除仪表线路板等硬件问题。通过查看图2可以看出：本公司选用的250℃高温高真空硅油适用环境温度为-10℃～60℃，经查看当地气温已经低于-10℃。温度过低导致硅油流动传导性减弱，从而导致反应滞后。

3.3 解决方案

因引蒸汽伴热比较复杂，加之本公司顺酐装置高温高真空系统均采用了电伴热，故将毛细管用自限温（30℃）电伴热带整体伴热后，所有液位测量均恢复正常。改造后，2014年冬天没有再出现过滞后问题。

4 总结

通过对智能隔膜密封式差压变送器在本公司顺酐装置高温高真空环境下的应用，可以发现在高温高真空环境下要想保证仪表长期稳定运行，需要在各个环节均考虑周全。在选型时，尤其要注意与工艺、设备专业的对接，这是在日常选型中经常遗漏的地方。在安装、维护过程中遇到的问题，若在选型时考虑周全，完全可以在选型阶段避免。

希望通过对本公司15万吨环保新材料（PBS）工程顺酐装置智能隔膜密封式差压变送器，在高温高真空环境下测量液位选型注意事项、安装及使用过程中遇到的问题进行分析，能够对类似装置，尤其是智能隔膜密封式差压液位变送器在高温高真空场合的应用有一些启发。一切选型、安装均要按照事实数据制定方案。实践证明，只有正确的选型、运用和维护，才能保证智能隔膜密封式差压液位变送器在高温高真空下长期稳定运行。