하이드로크래커 수소 서비스 DP 측정 사례 연구: 로듐 코팅 다이어프램으로 수소 투과 드리프트 제거

배경

동남아시아의 대규모 통합 정유 및 석유화학 단지에서 수소화 분해 장치의 반응기 재순환/보충 수소 혼합물 유량 측정 시 차압 송신기 판독값 드리프트 문제가 지속적으로 발생했습니다. 이 측정 지점은 고압 공기 냉각기로 유입되는 공정 가스 유량을 모니터링하며, 이는 반응기 온도 상승 제어 및 비상 차단 시스템(ESD)과 직접적으로 연결됩니다.

고객 과제

국가/지역: 동남아시아 (대규모 통합 정유/석유화학 프로젝트)
적용 분야: 수소화 분해 반응기 재순환 수소 측정, 수소 함량이 높은 가스(H₂ 함량 > 80%), 온도 약 180-220°C, 압력 약 160 bar
주요 구성 요구 사항: 500 mbar 측정 셀, 316L 공정 연결부, 다이어프램 씰, 4-20mA HART 출력, SIL 2 인증
납품 요청: 16주 (예정된 정기 보수 기간에 맞춰)

고객은 다음과 같은중요한 문제점을 겪고 있었습니다:

1. 지속적인 양의 판독값 드리프트: 시운전 후 6-12개월이 지나면 DP 송신기 출력이 실제 유량에서 점진적으로 벗어나 항상 같은 방향(양의 드리프트)으로 이동했습니다. 운전원은 빈번한 영점 보정을 해야 했습니다.

2. 비정상적인 다이어프램 외관: 검사 중 다이어프램에는 부식이 보이지 않았지만 약간의 볼록한 변형을 보였고, 충진 유체에서 기포 흔적이 발견되었습니다.

3. 근본 원인 파악: 공정 조건(수소 함량이 높고, 고온, 고압)과 고장 모드(양의 드리프트, 기포, 볼록함)를 결합하여 근본 원인이수소 투과—수소 이온이 금속 다이어프램을 통과하여 충진 유체에서 분자 수소로 재결합하고, 기포 축적이 다이어프램 변형 및 측정 편차를 유발하는 것으로 결정되었습니다.

4. 과도한 유지보수 비용: 이 측정 지점은 1-2년마다 송신기를 교체해야 했습니다. 이는 직접적인 비용뿐만 아니라 예상치 못한 가동 중단으로 인한 생산 손실도 포함되었습니다.

당사의 솔루션

공정 조건 평가 및 금/로듐 코팅 선택 분석 후,Deltabar S PMD75 차압 송신기(모델: PMD75, 500 mbar 셀, 316L 공정 연결부, 금/로듐 코팅 다이어프램, 4-20mA HART 출력, SIL 2 인증, 통합 3밸브 매니폴드 포함)을 권장했습니다.

솔루션 기술 하이라이트

주요 선택 근거

1. 금/로듐 코팅 다이어프램: 수소 투과에 대한 핵심 솔루션입니다. 금의 조밀한 격자 구조는 수소 이온이 다이어프램을 통과하여 충진 유체로 침투하는 것을 효과적으로 방지하여 기포 축적 및 다이어프램 변형을 근본적으로 제거합니다.

2. 완전 용접 다이어프램 씰 시스템: 잠재적인 누출 경로를 제거하고 씰 무결성을 유지합니다.

3. SIL 인증을 받은 백금 정확도: ±0.035% 기준 정확도는 유량 계산에 필요한 DP 해상도 요구 사항을 충족하며, SIL 2 호환성은 ESD 루프 설계에 지원됩니다.

고객 피드백

"금/로듐 코팅 다이어프램으로 업그레이드한 이후, 이 재순환 수소 DP 측정 지점은 18개월 동안 감지 가능한 판독값 드리프트 없이 안정적으로 작동하고 있습니다. 이전에는 6개월마다 영점을 조정해야 했지만, 이제는 그럴 필요가 없습니다. 대량 구매로 인한 비용 절감과 향상된 신뢰성이 의사 결정 속도를 가속화했습니다."

— 현장 계측 감독관

요약

수소화 분해, 수소 처리, 암모니아 합성 등 수소 함량이 높은 고압 응용 분야의 경우,금/로듐 코팅 다이어프램은 재료 과학으로 검증된 엔지니어링 선택입니다. 모든 문제를 해결하는 것은 아니지만, 수소 투과라는 오랫동안 과소평가되어 온 고장 메커니즘을 해결합니다.