蕭 軍

（中鹽華祥鹽化工有限公司，山東 莘縣 252429）

液位計(jì)失靈的原因分析及防范措施

蕭 軍

（中鹽華祥鹽化工有限公司，山東 莘縣 252429）

分析了丙烯受槽液位計(jì)失靈的原因，并提出了采用加壓受料的措施，避免物料氣化發(fā)生溫度變化。

丙烯受槽；液位計(jì)；氣化；溫度變化；加壓

1 液位計(jì)失靈的過程及現(xiàn)象

1.1 丙烯貯槽受料過程

在中鹽華祥鹽化工公司環(huán)氧氯丙烷項(xiàng)目試運(yùn)行，氯丙烯裝置開車過程中，液態(tài)丙烯從球罐經(jīng)高速離心泵打入被氮?dú)庵脫Q后的丙烯受槽，開泵10 min后，丙烯受槽磁翻板液位計(jì)刻度為零，再觀察10 min，刻度仍無變化。隨即檢查丙烯輸送泵（流量：10 m3/h，揚(yáng)程：200 m）及管線閥門開啟狀況，泵的出口壓力及電機(jī)電流均處于正常輸送狀態(tài)，又對(duì)輸送管道及丙烯受槽進(jìn)出口閥門進(jìn)行檢查，閥門開關(guān)狀態(tài)正確無誤，罐體側(cè)面出口閥門有結(jié)霜現(xiàn)象，丙烯受槽壓力表顯示0.42 MPa，溫度約為5℃，上述現(xiàn)象充分說明受槽內(nèi)已有丙烯進(jìn)入。

1.2 液位計(jì)失靈的處理

經(jīng)分析是液位計(jì)失靈，立即停止輸送丙烯，關(guān)閉受槽所有進(jìn)出口閥門，處理液位計(jì)。將液位計(jì)測(cè)量管最底閥門打開后，有少量丙烯流出并冒出白霧。拆下盲板，發(fā)現(xiàn)浮子被卡在測(cè)量管內(nèi)，把整個(gè)液位計(jì)拆下，將兩頭盲板全打開，用?45無縫鋼管從上端將浮子用大錘沖出，發(fā)現(xiàn)浮子已發(fā)生形變成麻花狀，不能上下浮動(dòng)而造成了磁翻板液位計(jì)失靈。

2 原因分析

2.1 液位計(jì)的型號(hào)及工作原理

2.1.1 型號(hào)及工作條件

丙烯受槽為臥式罐，液位計(jì)為立式安裝磁翻板液位計(jì)，測(cè)量長度為1.5 m；型號(hào)為UHZ-50/C；材質(zhì)為304不銹鋼；工藝條件為工作壓力1.6 MPa；工作溫度40℃丙烯密度為478.9 g/cm3。

2.1.2 工作原理

根據(jù)浮力原理，浮子內(nèi)封閉了一定體積的氣體，在測(cè)量管內(nèi)，隨液位的升降而上下浮動(dòng)，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合作用，驅(qū)動(dòng)紅、白色翻柱翻轉(zhuǎn)180°。液位上升時(shí)，翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色；下降時(shí)，由紅色轉(zhuǎn)為白色，從而實(shí)現(xiàn)液位的指示。

2.2 浮子變形的原因分析

正常情況下，浮子為圓柱形，兩頭橢圓封頭圓柱體焊接牢固，內(nèi)部密閉一定的空氣，浮子成麻花形說明有力的作用。液位計(jì)應(yīng)耐1.6 MPa，而當(dāng)時(shí)罐內(nèi)壓強(qiáng)僅顯示0.42 MPa(表壓)，不應(yīng)發(fā)生形變，唯一發(fā)生變化的是罐內(nèi)溫度，受料前為30℃，受料后受料槽溫度為-5℃。浮子是一個(gè)密閉了一定氣體的耐壓容器，溫度變化改變了它內(nèi)部的壓強(qiáng)，內(nèi)部原始?jí)簭?qiáng)P0應(yīng)約為101.33 kPa，假設(shè)內(nèi)腔體積（V）在整個(gè)過程中不變，屬于等容變化，溫變后內(nèi)部壓強(qiáng)為P，根據(jù)克拉帕龍方程:

式中，P0-受料前密閉在浮子內(nèi)的壓力；V-浮子容積（不變）；T0-受料前浮子內(nèi)氣體的溫度（K）；P-受料后密閉在浮子內(nèi)的壓力；T-受料后浮子內(nèi)氣體的溫度（K）。

則P=P0T/T0≈0.88 P0，也就是說浮子內(nèi)部已呈負(fù)壓狀態(tài)，真空度約為0.12個(gè)大氣壓（12.16 kPa），浮子在內(nèi)外壓強(qiáng)差的作用下發(fā)生了形變。

2.3 分析結(jié)論

丙烯在進(jìn)入受槽后，受槽內(nèi)部瞬間發(fā)生了溫度變化，導(dǎo)致磁翻板液位計(jì)浮子內(nèi)的壓強(qiáng)迅速降低，形成負(fù)壓狀態(tài)，在外壓強(qiáng)力的作用下發(fā)生了形變，卡在測(cè)量管內(nèi)，不能上下浮動(dòng)，導(dǎo)致失靈。

3 避免浮子變形的措施

3.1 受槽溫變的原因分析

丙烯受槽內(nèi)溫度變化的原因是丙烯在受槽內(nèi)迅速氣化。丙烯球罐壓強(qiáng)為1.15 MPa（表壓），丙烯的溫度約為29℃，而丙烯受槽內(nèi)受料時(shí)的壓強(qiáng)僅0.15 MPa（表壓），液態(tài)丙烯進(jìn)入受槽后迅速氣化，開始時(shí)，氣化潛熱達(dá)16.68 kJ/mol，使得受槽內(nèi)溫度迅速降低，受槽壓力為0.42 MPa時(shí)，對(duì)應(yīng)的平衡溫度約為4.8℃，受料時(shí)受槽內(nèi)壓強(qiáng)降低，丙烯迅速氣化導(dǎo)致受槽溫變。

3.2 預(yù)防措施

浮子變形，部件損壞的實(shí)質(zhì)是工藝操作問題。用惰性氣體（氮?dú)猓┰龃笫芰喜蹆?nèi)的壓強(qiáng)，避免受料時(shí)發(fā)生溫變，液態(tài)丙烯在飽和蒸汽分壓（表壓）為1.0~1.2 MPa時(shí)，對(duì)應(yīng)溫度為20~30℃，為此，在丙烯受槽接受丙烯前，將惰性氣體的壓強(qiáng)升至1.05~1.1 MPa，再受料時(shí)就不會(huì)發(fā)生溫變了。實(shí)踐證明，受料前壓強(qiáng)在0.8 MPa以上即可，隨著丙烯的逐漸進(jìn)入，受槽內(nèi)壓力逐漸升高，浮子不會(huì)形變，受槽內(nèi)液體越來越多，浮子逐漸浮起。受料完畢排放惰性氣體時(shí)要緩慢，避免大量丙烯隨之氣化，這時(shí)，即便有少量的丙烯氣化，也不會(huì)給罐內(nèi)造成大的溫差變化。

4 其他易揮發(fā)液體受料的提示

在氯堿生產(chǎn)過程中，沸點(diǎn)低、易氣化的物料相當(dāng)多，比如液氨、液氯以及液體氟利昂等有機(jī)類物料，在管道輸送和剛開始進(jìn)入受料槽，壓力不合適時(shí)，都存在瞬間氣化的現(xiàn)象，溫變不僅使液位計(jì)浮子發(fā)生形變，對(duì)罐體也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變化，對(duì)其他附件也會(huì)有影響，因此，采用加壓受料的方式，可避免類似事件發(fā)生。

Cause analysis and preventive measures of level meter failure

XIAO Jun
(China National Salt Industry Corporation Huaxiang Salt Chemical Co.,Ltd.,Shenxian 252429,China)

The cause of level meter failure of propylene tank was analyzed.The measures of increase pressure to prevent temperature changes was put forward.

propylene tank;level meter;gasification;temperature changes;increase pressure

TQ056.1+4

B

1009－1785(2011)09-0030-02

2011-06-24