EH的放射性液位計在PTA裝置上的應用概況及故障分析

116十二月2022E+H公司的放射性液位計

在儀征化纖PTA裝置上的應用16十二月20222

儀征化纖股份公司PTA生產(chǎn)中心，現(xiàn)有兩套PTA生產(chǎn)裝置。分別是1995年建成投產(chǎn)運行、年生產(chǎn)能力為35萬噸的1#PTA裝置，以及2002年建成、年生產(chǎn)量為60萬噸的2#PTA裝置。

前言16十二月20223

在PTA生產(chǎn)裝置中，反應器和許多結(jié)晶器等關(guān)鍵設備中，它們的介質(zhì)均具有高溫、高壓、高粘度、易結(jié)壁和強腐蝕性的特點，對它們液位控制和測量，使用這種非接觸、有良好的穩(wěn)定性、不受介質(zhì)的溫度、壓力、粘度等因數(shù)影響的放射性液位計，已經(jīng)得到同行們的一致認可。儀化PTA裝置也不例外。在1#裝置上我們使用了11套放射性液位計，在2#裝置上我們使用了35套放射性液位計。16十二月20224一、放射性液位計的工作原理

放射性液位計是利用放射性同位素（銫137）所產(chǎn)生的γ射線能穿透物質(zhì)層，其穿透劑量隨物質(zhì)的厚度而變化的性質(zhì)，其變化規(guī)律為：

(-u.H)

I=Ioe

其中：Io、I分別為γ射線進入介質(zhì)前、后的射線強度

u為介質(zhì)對γ射線的吸收系數(shù)

H為介質(zhì)的厚度

e為自然對數(shù)的底也就是說，液位越高，被吸收的γ射線的劑量就越多。從上式可知：通過測出經(jīng)過介質(zhì)后的射線強度I，便可求得被測介質(zhì)的液位H。

16十二月20225放射性液位計的組成

◆

放射源：點源（線源）

◆

檢測器:閃爍棒、光電放大器、電子轉(zhuǎn)換器

◆

信號轉(zhuǎn)換器

16十二月20226

點源、棒探測器液位測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖100%0%100%0%aaar0r1圖1點源、棒探測器液位測量系統(tǒng)16十二月20227放射性液位計的特點：

★采用非接觸式測量方式

★維護檢修方便

★可用于高溫、高壓、高粘

度、高腐蝕性介質(zhì)測量

★用于易燃、易爆等場所的液位測量16十二月20228二、放射性液位計在儀化PTA裝置上的使用概況1.在儀化公司的1#PTA裝置上，我們使用了9套E+H公司的點源棒、探測器的放射性液位計。這些放射性液位計均使用的是銫137的點源，探測器的型號為DG57Z。而信號轉(zhuǎn)換器，95年投產(chǎn)運行時，使用的FMG573型，后來隨著E+H公司的產(chǎn)品型號更新，多數(shù)逐步更新改造成FMG671型（見圖）。16十二月20229

這9臺液位計一直用于生產(chǎn)主流程上面的關(guān)鍵液位點的控制。另外近一兩年作為嘗試，我們分別在氧化反應器（R106）和精制第一結(jié)晶（D601）上各增加了一臺伯托LB440型放射性液位計，作為輔助監(jiān)視。16十二月202210

2.在02年建成的2#PTA裝置上，最初使用的是英國RＯNＡＮ公司的Ｘ96S型放射性液位計，共35套儀表。這些儀表運行不長時間，與1#裝置上E+H的放射性液位計一比較，就發(fā)現(xiàn)RONAN的液位計故障率特別高，性能很不穩(wěn)定。儀表工對此維護起來工作量特別大，工藝人員也很不滿意

16十二月202211

鑒于以上情況，在近年來我們已經(jīng)把工藝流程上對控制產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)特別重要的6臺液位計進行了改型。其中D1-301、F1-701上面的液位計更換成伯托的LB440型液位計,.D1-501罐上更換成E+H

的FMG671型液位計；F1-511、F1-711、D1-1403這三臺設備上面的儀表改造成E+H

的FMG60型一體化的液位計。不久我們可能還會對其它液位計進行改造。16十二月202212三、故障案例分析

作為現(xiàn)場儀表的維護工程師，我們在日常的使用、維護和檢修放射性液位計過程中，遇到并需要解決各式各樣的儀表故障，在此舉幾個案例與大家共享16十二月202213故障現(xiàn)象:

97年1#裝置大修，那時我對E+H的放射性液位計不甚了解。我們用水標定了氧化反應器（R106）的放射性液位計（LT111），并把常溫常壓下(冷態(tài)狀況下)的液位零點，作為了液位計的熱態(tài)零點。待開車時，工藝人員給R-106配了實際液位為10%-15%的料之后，再對R106升溫升壓，讓其起反應，沒料到剛剛反應一會兒之后，這時發(fā)現(xiàn)LT111的液位指示值已經(jīng)超過滿度100%，無法正常指示，待R106內(nèi)的料停下來反應之后，LT111的液位指示又降到正常液位，連續(xù)好幾次，均發(fā)生同樣的現(xiàn)象。案例1：16十二月202214

原因分析：

經(jīng)過認真分析，最終找到問題所在：放射性液位計在用水標定時，所得到的一個零液位值并不能作為實際工作時的零液位值。因為用水標定液位是在常溫常壓下進行。而R106反應是在200℃，14bar下進行工作的。這時整個反應器內(nèi)充盈著HAC和水等各種霧狀物。它們會吸受掉一部分γ射線，產(chǎn)生一個虛假液位，導致LT111的零點偏高，如果不在實際工況下對其零點進行校正，就會產(chǎn)生前面的故障現(xiàn)象，導致其無法正常工作。16十二月202215結(jié)論:

液罐中氣相介質(zhì)的密度受操作壓力的影響。當密度變化不大時，放射性液位計測量值的變化可以忽略不計,但是當壓力達到1.0Mpa以上，必須對其進行壓力進行補償。措施:

由于E+H放射性液位計無壓力自動補償功能，所以每次用水標定完液位計后，必須在開車時的實際工況下，進行相應的空罐和滿罐調(diào)校。如果由于工藝原因，不能進行空罐0%調(diào)校和滿罐100%調(diào)校時，可以在液位低于40%左右的情況下，進行相應的空罐調(diào)校，在液位高于60%左右時進行相應的滿罐調(diào)校。.16十二月202216案例2：故障現(xiàn)象:

2006年9月的一天，工藝人員反應：在工藝生產(chǎn)沒有任何變化的情況下，1#裝置D402罐的放射性液位計（LT402）指示，從40%左右突然變?yōu)榱悖僖部床坏揭何?，無法控制。而現(xiàn)場儀表工，用γ射線儀確認罐子內(nèi)的實際夜位在52%，不在零位。并且用γ射線儀測得的檢測桿每個位置的射線計量與以前記錄的歷史數(shù)據(jù)基本一致。這說明現(xiàn)場源的射線強度以及罐子內(nèi)的工況沒有發(fā)生大的變化。

16十二月2022171、液位計(型號為FMG671)的檢測器和變送器的接線完好，MASTER和SLAVE之間的通訊也正常。2、變送器的表頭指示和電流輸出均為-2%。3、兩根1.5米的檢測桿檢測到的脈沖頻率總和為2105，這個值比原先設置的零點對應的脈沖值（1896）還要大。檢查步驟:16十二月2022184、上部檢測器的脈沖頻率數(shù)為1102左右（于記錄的歷史數(shù)據(jù)相近），檢測器的當前轉(zhuǎn)換效率（currentreference)為56%，這也在正常范圍內(nèi)。5、下部檢測器的脈沖頻率數(shù)為1002左右（比04年記錄同等液位下的歷史數(shù)據(jù)387大許多）。檢測器的當前換效率為108%遠高于其上限值（95%）。6、檢查變送器的自診斷信息：在MASTER上有E206的故障代碼提示currentreference>95%，其它無任何故障提示。

16十二月202219

根據(jù)以上的故障現(xiàn)象可分析得出：D402罐下部這根用了近十年的的檢測器已經(jīng)完全老化，它所輸出的脈沖頻率數(shù)與其所接受到的γ射線計量已構(gòu)不成正確的對應關(guān)系，無法再使用了。這時唯一能做的就是：更換掉檢測桿，再用兩點標定的方法及時恢復投用此表。故障分析和結(jié)論：16十二月202220案例3：

2007年5月份，我們在2#裝置停車消缺期間，請E+H公司的儀表工程師幫我們把精制第三結(jié)晶器(D1-1403)的RONAN的放射性液位計更換成E+H的FMG60型一體化的液位計，由于工藝生產(chǎn)方面的原因，那天等到晚上9：00才進行液位計標定工作。可是這時發(fā)現(xiàn)原先使用的RONAN線源強度大大超過了普通的FMG60型液位計工作范圍，并且有故障提示，無法正常投用。16十二月202221

為了不影響我們第二天裝置開車，E+H公司的工程師們不顧當時已經(jīng)很晚，連夜送來最新的儀表軟件，對液位計進行版本更新。在最短的時間內(nèi)保證了這臺重要儀表的正常投用。每每提到這件事，我公司上下都為E+H公司的工程技術(shù)人員，能一切以用戶需求為重，急用戶之所急的良好服務意識所叫好。后來通過了解才知道：由于FMG60型檢測器對γ

射線的靈敏度遠遠好于RONAN的檢測器。正常完全可不需要用那么強的射源，只需原來RONAN所用強度的三分之二即可。16十二月202222案例4：

故障現(xiàn)象：

2008年10月份的一天晚上，八點左右，儀表值班人員通知說，1#裝置精制單元的多個放射性液位計示值同時異常波動，導致工藝人員無法控制液位，且初步檢查未發(fā)現(xiàn)明顯的硬件故障。

故障分析：

E+H的液位計的性能一直比較好，而且?guī)着_液位計同時有故障的概率很小，所以基本判斷不會是液位計本身的硬件故障，而應該從這幾臺儀表的共用點著手檢查。16十二月202223

檢查步驟：

1、先檢查共用的UPS電源，沒有發(fā)現(xiàn)電源方面的任何故障。

2、調(diào)出精制單元所有放射性液位計測量的歷史趨勢圖時，驚人地發(fā)現(xiàn)：這幾臺液位計波動發(fā)生的時間完全一致，可以說分秒不差，且液位示值一致性地突然變小。

3、這時我們初步懷疑可能是這幾臺液位計的檢測器同時接受到外界的射線照射，導致液位示值變小。。16十二月202224檢查結(jié)論：

查來查去，最后通過生產(chǎn)調(diào)度室了解到：與精制單元裝置區(qū)相隔100米的另一家生產(chǎn)單位當晚19：00開始進行管道探傷，其部分探傷射線被這些檢測器檢測到，導致液位示值波動變小。等到他們21：00探傷結(jié)束時，我們的液位計也立刻恢復正常16十二月202225四、日常使用維護的心得體會E+H放射性液位計在儀征化纖PTA裝置上已經(jīng)運行了十多年。我們在日常的使用、維護和檢修這些放射性液位計過程中，對它們各方面性能及其特點有一定的了解，借此機會簡單談談自己的幾點體會和膚淺認識：16十二月202226（1）E+H所使用放射源計量比較小由于E+H的檢測器對γ射線的靈敏度高，所以我們1#PTA裝置上使用的放射源的計量比2#裝置上RONAN源計量小許多。在1#裝置上最小的點源只有10mci，這樣對裝置區(qū)的輻射污染小，便于我們?nèi)粘５木S護工作。16十二月202227

（2）檢測器的靈敏度高，規(guī)格型號多樣化，能使用于不同場合.

在1#裝置上我們既有普通型的放射線檢測器，也有用于高溫環(huán)境而加水（風）冷夾套型的檢測器；在檢測器的長度上從0.8米到2米的不同規(guī)格都有使用。另外，現(xiàn)在作為E+H的主要產(chǎn)品的FMG60型液位儀表，這種檢測器和轉(zhuǎn)換器一體化裝在現(xiàn)場的液位計，不需要再在控制室專門安裝那么大放射性儀表柜(儀化2#裝置控制室有4面放射性儀表柜，見圖)。這一點走在其它廠家的前面。16十二月202228

所以如果我們把2#裝置的35套RONAN液位計全部改造成FMG60型液位儀表時，就無需考慮如何在現(xiàn)有的機柜上安裝變送器卡件，改造起來很方便。這樣也可以為控制室大大節(jié)省空間，而且調(diào)校和設置參數(shù)全在控制室完成，維護使用起來很方便。16十二月202229(3)液位計維護操作方便，人機界面友好.A

液位計調(diào)校方便.

液位計既可以在裝置正常生產(chǎn)的情況下進行兩點標定，也可以在裝置停車的情況下，進行更精確地作線性化曲線標定。

16十二月202230

B參數(shù)變量查看方便，設置簡單.

液位測