EH的放射性液位计在PTA装置上的应用概况及故障分析

116十二月2022E+H公司的放射性液位计

在仪征化纤PTA装置上的应用16十二月20222

仪征化纤股份公司PTA生产中心，现有两套PTA生产装置。分别是1995年建成投产运行、年生产能力为35万吨的1#PTA装置，以及2002年建成、年生产量为60万吨的2#PTA装置。

前言16十二月20223

在PTA生产装置中，反应器和许多结晶器等关键设备中，它们的介质均具有高温、高压、高粘度、易结壁和强腐蚀性的特点，对它们液位控制和测量，使用这种非接触、有良好的稳定性、不受介质的温度、压力、粘度等因数影响的放射性液位计，已经得到同行们的一致认可。仪化PTA装置也不例外。在1#装置上我们使用了11套放射性液位计，在2#装置上我们使用了35套放射性液位计。16十二月20224一、放射性液位计的工作原理

放射性液位计是利用放射性同位素（铯137）所产生的γ射线能穿透物质层，其穿透剂量随物质的厚度而变化的性质，其变化规律为：

(-u.H)

I=Ioe

其中：Io、I分别为γ射线进入介质前、后的射线强度

u为介质对γ射线的吸收系数

H为介质的厚度

e为自然对数的底也就是说，液位越高，被吸收的γ射线的剂量就越多。从上式可知：通过测出经过介质后的射线强度I，便可求得被测介质的液位H。

16十二月20225放射性液位计的组成

◆

放射源：点源（线源）

◆

检测器:闪烁棒、光电放大器、电子转换器

◆

信号转换器

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点源、棒探测器液位测量系统的结构示意图100%0%100%0%aaar0r1图1点源、棒探测器液位测量系统16十二月20227放射性液位计的特点：

★采用非接触式测量方式

★维护检修方便

★可用于高温、高压、高粘

度、高腐蚀性介质测量

★用于易燃、易爆等场所的液位测量16十二月20228二、放射性液位计在仪化PTA装置上的使用概况1.在仪化公司的1#PTA装置上，我们使用了9套E+H公司的点源棒、探测器的放射性液位计。这些放射性液位计均使用的是铯137的点源，探测器的型号为DG57Z。而信号转换器，95年投产运行时，使用的FMG573型，后来随着E+H公司的产品型号更新，多数逐步更新改造成FMG671型（见图）。16十二月20229

这9台液位计一直用于生产主流程上面的关键液位点的控制。另外近一两年作为尝试，我们分别在氧化反应器（R106）和精制第一结晶（D601）上各增加了一台伯托LB440型放射性液位计，作为辅助监视。16十二月202210

2.在02年建成的2#PTA装置上，最初使用的是英国RＯNＡＮ公司的Ｘ96S型放射性液位计，共35套仪表。这些仪表运行不长时间，与1#装置上E+H的放射性液位计一比较，就发现RONAN的液位计故障率特别高，性能很不稳定。仪表工对此维护起来工作量特别大，工艺人员也很不满意

16十二月202211

鉴于以上情况，在近年来我们已经把工艺流程上对控制产品质量和安全生产特别重要的6台液位计进行了改型。其中D1-301、F1-701上面的液位计更换成伯托的LB440型液位计,.D1-501罐上更换成E+H

的FMG671型液位计；F1-511、F1-711、D1-1403这三台设备上面的仪表改造成E+H

的FMG60型一体化的液位计。不久我们可能还会对其它液位计进行改造。16十二月202212三、故障案例分析

作为现场仪表的维护工程师，我们在日常的使用、维护和检修放射性液位计过程中，遇到并需要解决各式各样的仪表故障，在此举几个案例与大家共享16十二月202213故障现象:

97年1#装置大修，那时我对E+H的放射性液位计不甚了解。我们用水标定了氧化反应器（R106）的放射性液位计（LT111），并把常温常压下(冷态状况下)的液位零点，作为了液位计的热态零点。待开车时，工艺人员给R-106配了实际液位为10%-15%的料之后，再对R106升温升压，让其起反应，没料到刚刚反应一会儿之后，这时发现LT111的液位指示值已经超过满度100%，无法正常指示，待R106内的料停下来反应之后，LT111的液位指示又降到正常液位，连续好几次，均发生同样的现象。案例1：16十二月202214

原因分析：

经过认真分析，最终找到问题所在：放射性液位计在用水标定时，所得到的一个零液位值并不能作为实际工作时的零液位值。因为用水标定液位是在常温常压下进行。而R106反应是在200℃，14bar下进行工作的。这时整个反应器内充盈着HAC和水等各种雾状物。它们会吸受掉一部分γ射线，产生一个虚假液位，导致LT111的零点偏高，如果不在实际工况下对其零点进行校正，就会产生前面的故障现象，导致其无法正常工作。16十二月202215结论:

液罐中气相介质的密度受操作压力的影响。当密度变化不大时，放射性液位计测量值的变化可以忽略不计,但是当压力达到1.0Mpa以上，必须对其进行压力进行补偿。措施:

由于E+H放射性液位计无压力自动补偿功能，所以每次用水标定完液位计后，必须在开车时的实际工况下，进行相应的空罐和满罐调校。如果由于工艺原因，不能进行空罐0%调校和满罐100%调校时，可以在液位低于40%左右的情况下，进行相应的空罐调校，在液位高于60%左右时进行相应的满罐调校。.16十二月202216案例2：故障现象:

2006年9月的一天，工艺人员反应：在工艺生产没有任何变化的情况下，1#装置D402罐的放射性液位计（LT402）指示，从40%左右突然变为零，再也看不到液位，无法控制。而现场仪表工，用γ射线仪确认罐子内的实际夜位在52%，不在零位。并且用γ射线仪测得的检测杆每个位置的射线计量与以前记录的历史数据基本一致。这说明现场源的射线强度以及罐子内的工况没有发生大的变化。

16十二月2022171、液位计(型号为FMG671)的检测器和变送器的接线完好，MASTER和SLAVE之间的通讯也正常。2、变送器的表头指示和电流输出均为-2%。3、两根1.5米的检测杆检测到的脉冲频率总和为2105，这个值比原先设置的零点对应的脉冲值（1896）还要大。检查步骤:16十二月2022184、上部检测器的脉冲频率数为1102左右（于记录的历史数据相近），检测器的当前转换效率（currentreference)为56%，这也在正常范围内。5、下部检测器的脉冲频率数为1002左右（比04年记录同等液位下的历史数据387大许多）。检测器的当前换效率为108%远高于其上限值（95%）。6、检查变送器的自诊断信息：在MASTER上有E206的故障代码提示currentreference>95%，其它无任何故障提示。

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根据以上的故障现象可分析得出：D402罐下部这根用了近十年的的检测器已经完全老化，它所输出的脉冲频率数与其所接受到的γ射线计量已构不成正确的对应关系，无法再使用了。这时唯一能做的就是：更换掉检测杆，再用两点标定的方法及时恢复投用此表。故障分析和结论：16十二月202220案例3：

2007年5月份，我们在2#装置停车消缺期间，请E+H公司的仪表工程师帮我们把精制第三结晶器(D1-1403)的RONAN的放射性液位计更换成E+H的FMG60型一体化的液位计，由于工艺生产方面的原因，那天等到晚上9：00才进行液位计标定工作。可是这时发现原先使用的RONAN线源强度大大超过了普通的FMG60型液位计工作范围，并且有故障提示，无法正常投用。16十二月202221

为了不影响我们第二天装置开车，E+H公司的工程师们不顾当时已经很晚，连夜送来最新的仪表软件，对液位计进行版本更新。在最短的时间内保证了这台重要仪表的正常投用。每每提到这件事，我公司上下都为E+H公司的工程技术人员，能一切以用户需求为重，急用户之所急的良好服务意识所叫好。后来通过了解才知道：由于FMG60型检测器对γ

射线的灵敏度远远好于RONAN的检测器。正常完全可不需要用那么强的射源，只需原来RONAN所用强度的三分之二即可。16十二月202222案例4：

故障现象：

2008年10月份的一天晚上，八点左右，仪表值班人员通知说，1#装置精制单元的多个放射性液位计示值同时异常波动，导致工艺人员无法控制液位，且初步检查未发现明显的硬件故障。

故障分析：

E+H的液位计的性能一直比较好，而且几台液位计同时有故障的概率很小，所以基本判断不会是液位计本身的硬件故障，而应该从这几台仪表的共用点着手检查。16十二月202223

检查步骤：

1、先检查共用的UPS电源，没有发现电源方面的任何故障。

2、调出精制单元所有放射性液位计测量的历史趋势图时，惊人地发现：这几台液位计波动发生的时间完全一致，可以说分秒不差，且液位示值一致性地突然变小。

3、这时我们初步怀疑可能是这几台液位计的检测器同时接受到外界的射线照射，导致液位示值变小。。16十二月202224检查结论：

查来查去，最后通过生产调度室了解到：与精制单元装置区相隔100米的另一家生产单位当晚19：00开始进行管道探伤，其部分探伤射线被这些检测器检测到，导致液位示值波动变小。等到他们21：00探伤结束时，我们的液位计也立刻恢复正常16十二月202225四、日常使用维护的心得体会E+H放射性液位计在仪征化纤PTA装置上已经运行了十多年。我们在日常的使用、维护和检修这些放射性液位计过程中，对它们各方面性能及其特点有一定的了解，借此机会简单谈谈自己的几点体会和肤浅认识：16十二月202226（1）E+H所使用放射源计量比较小由于E+H的检测器对γ射线的灵敏度高，所以我们1#PTA装置上使用的放射源的计量比2#装置上RONAN源计量小许多。在1#装置上最小的点源只有10mci，这样对装置区的辐射污染小，便于我们日常的维护工作。16十二月202227

（2）检测器的灵敏度高，规格型号多样化，能使用于不同场合.

在1#装置上我们既有普通型的放射线检测器，也有用于高温环境而加水（风）冷夹套型的检测器；在检测器的长度上从0.8米到2米的不同规格都有使用。另外，现在作为E+H的主要产品的FMG60型液位仪表，这种检测器和转换器一体化装在现场的液位计，不需要再在控制室专门安装那么大放射性仪表柜(仪化2#装置控制室有4面放射性仪表柜，见图)。这一点走在其它厂家的前面。16十二月202228

所以如果我们把2#装置的35套RONAN液位计全部改造成FMG60型液位仪表时，就无需考虑如何在现有的机柜上安装变送器卡件，改造起来很方便。这样也可以为控制室大大节省空间，而且调校和设置参数全在控制室完成，维护使用起来很方便。16十二月202229(3)液位计维护操作方便，人机界面友好.A

液位计调校方便.

液位计既可以在装置正常生产的情况下进行两点标定，也可以在装置停车的情况下，进行更精确地作线性化曲线标定。

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B参数变量查看方便，设置简单.

液位测