減壓塔浮球液位計(jì)測量問題及對(duì)策
摘要：介紹了減壓塔由于減壓塔主體設(shè)計(jì)缺乏對(duì)液位測量環(huán)境及效果的考慮，或設(shè)計(jì)問題以致浮球安裝法蘭孔設(shè)計(jì)偏高，溢流槽距浮球安裝孔距離較短，浮球卡在集油箱平臺(tái)上，實(shí)際有效測量范圍太小，以及由于腐蝕問題導(dǎo)致的浮球脫落等問題。針對(duì)減壓塔浮球液位相關(guān)問題進(jìn)行有針對(duì)性的大轉(zhuǎn)角改造、材質(zhì)升級(jí)、卡臺(tái)的集油箱割槽補(bǔ)板改造，實(shí)現(xiàn)了減壓塔液位穩(wěn)定及精細(xì)化操作的目的。
某煉廠３．５ Ｍｔ／ａ常減壓裝置進(jìn)行加工高酸原油適應(yīng)性改 造，經(jīng) 過 ２０１２ 年 和 ２０１５ 年 兩 次 大 檢修，兩個(gè)運(yùn)行周期以來，減壓塔各側(cè)線集油箱液位測量一直存在問題，未 能有 效解決。主要 問題 包括：浮球安裝法蘭孔設(shè)計(jì)位置偏高，浮球卡在集油箱平臺(tái)，實(shí)際有效測量范圍太小以及部分浮球可靠性不足問題。尤其是減四線過汽化油液位溢流槽只有１４０ｍｍ，而浮球直徑卻為２４０ｍｍ，浮球易卡在集油箱臺(tái)上，即使液位滿后溢流也不會(huì)在儀表中顯示。減壓塔中集油箱的液位控制對(duì)各側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。若側(cè)線餾出油減少時(shí)，使減壓塔內(nèi)過汽化油部分***終回到底，使塔底渣油增多，塔底液位變化必將引起渣油流量變化，影響原油換熱溫度，進(jìn)而影響整個(gè)裝置。因此，維持減壓塔各側(cè)線集油箱液位穩(wěn)定及有效的精細(xì)化操作是保證減壓塔物料平衡和提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。
浮球液位計(jì)主要由浮球機(jī)構(gòu)、法蘭、中心軸、散熱組件、平衡錘機(jī)構(gòu)、萬向節(jié)機(jī)構(gòu)、變送機(jī)構(gòu)等組成。應(yīng)用于測量耐高溫、高黏稠介質(zhì)時(shí)，當(dāng)液位變化，浮球隨浮力變化時(shí)，其變化量經(jīng)杠桿、中心軸傳動(dòng)至電阻傳感器，經(jīng)電路模塊處理轉(zhuǎn)換成與液位變化成線性的４～２０ ｍＡ 電流信號(hào)輸出。通常普通浮球液位計(jì)受限于擺角度支點(diǎn)位置和安裝脖口直徑及長度影響，***大運(yùn)行 角 度為 ３５°，大 轉(zhuǎn)角浮 球在普通３５°轉(zhuǎn)角的基礎(chǔ)上增加了１ 套連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過支點(diǎn)前移，可使浮球運(yùn)轉(zhuǎn)角度達(dá)８０°，大幅增加了液位的測量范圍。
３、減壓塔部分浮球問題及原因分析：
１）減壓塔部分浮球脫落或卡臺(tái)有以下幾種情況：
ａ）減二線液位。浮球與連桿連接處開焊，浮球脫落；浮球連桿套筒的緊固螺絲腐蝕嚴(yán)重；浮球較低點(diǎn)卡在集油箱臺(tái)上，量程下限受影響。
ｂ）減三線液位。浮球連桿套筒根部與橫軸連接處斷開；浮球較低點(diǎn)卡在集油箱臺(tái)上，量程下限受影響。
ｃ）減四線液位。浮球卡在集油箱臺(tái)，溢流槽高度低于浮球重心，造成液位無顯示。
ｄ）減 底 線 液 位。浮 球 連 桿 與 套 筒 連 接 處 開裂、斷開；浮球連桿彎曲。
２）浮球脫落情況原因分析及解決措施：
ａ）側(cè)線浮球脫落的主要原因是部分連接件受高溫硫腐蝕和環(huán)烷酸腐蝕比較嚴(yán)重。高溫硫腐蝕通常發(fā)生在２４０℃以上，一般表現(xiàn)為均勻腐蝕減薄，在接觸面形成硫化物膜，主要影響因素有金屬壁溫、物料流速、物料硫含量。環(huán)烷酸屬于原油中所含的有機(jī)酸，分子式為 Ｒ（ＣＨ２）ｎＣＯＯＨ，實(shí)際生產(chǎn)中表明：原油環(huán)烷酸通常當(dāng)總酸值ＴＡＮ 大于０．５ｍｇ?。耍希龋纾火s分油 ＴＡＮ 大于１．５ ｍｇ?。耍希龋鐣r(shí)具有環(huán)烷酸腐蝕。環(huán)烷酸腐蝕通常發(fā)生在２２０～４００℃，腐蝕產(chǎn)物溶于油，腐蝕的金屬表面粗糙而光潔，呈溝槽狀。環(huán)烷酸腐蝕具有局部特性，在高流速流動(dòng)區(qū)和原油蒸餾中的高濃度酸性氣冷凝部位發(fā)生腐蝕，表現(xiàn)為均勻腐蝕減薄。影響環(huán)烷酸腐蝕的因素主要有溫度、流速、環(huán)烷酸含量、環(huán)烷酸的組成等。該次檢修將減壓塔內(nèi)所有浮球除大法蘭外所有內(nèi)部接液部位材質(zhì)均由３１６升級(jí)為３１７不銹鋼。浮球連桿轉(zhuǎn)軸部位更換為一體式的結(jié)構(gòu)，并對(duì)接液部分的各連接件、固定連接點(diǎn)、活動(dòng)節(jié)點(diǎn)等易出現(xiàn)問題的部位進(jìn)行焊接加固，確?？煽啃浴?br /> ｂ）減壓塔底液位波動(dòng)較大，浮球連桿在安裝脖頸口處或卡臺(tái)處上下撞擊，導(dǎo)致連桿彎曲，加之腐蝕，進(jìn)而斷裂脫落。該次檢修在連接點(diǎn)進(jìn)行焊接加固，并加強(qiáng)日常工藝操作管理，防止液位波動(dòng)太大，浮球卡脖或卡臺(tái)震蕩過于頻繁、劇烈。
ｃ）以上兩點(diǎn)屬于補(bǔ)救措施，若設(shè)計(jì)之初各相關(guān)專業(yè)加強(qiáng)溝通交流，從塔體浮球安裝法蘭口開孔位置、塔內(nèi)件位置、浮球測量環(huán)境及測量要求、介質(zhì)特性、設(shè)備材質(zhì)等方面整體充分考慮，就會(huì)減少很多后續(xù)不必要的麻煩。
４、改造實(shí)施情況：
2015年檢修期間對(duì)減壓塔集油箱液位測量環(huán)境進(jìn)行多次測量核算，根據(jù)測繪數(shù)據(jù)對(duì)減一線至減四線浮球分別進(jìn)行有針對(duì)性的大轉(zhuǎn)角改造，并根據(jù)測繪軌跡對(duì)相應(yīng)的各浮球卡臺(tái)的集油箱進(jìn)行切割補(bǔ)板，大幅增加了各側(cè)線集油箱浮球的有效測量范圍。 下面以減四線液位測量為例進(jìn)行介紹，其他浮球液位問題及改造情況類似，在此不再一一說明。
整個(gè)運(yùn)行周期，減壓塔過汽化油流程因顯示無量未投用，浮球本身未見明顯問題，但無法測量液位。浮球較低點(diǎn)卡在集油箱臺(tái)上，量程下限受影響，并且塔內(nèi)件溢流槽太矮只有140 mm，未等到浮球浮起，液相成分就已經(jīng)溢流了，所以浮球無法浮起，儀表無法測量液位造成DC'.S顯示沒量。減壓塔主體設(shè)計(jì)忽略液位測量環(huán)境的考慮，浮球安裝孔比溢流槽偏高，且溢流槽距浮球安裝孔距離較短。改造前如圖1所示。
針對(duì)減四線液位測量進(jìn)行大轉(zhuǎn)角、切割集油箱改造，有效量程大于設(shè)計(jì)量程的8000，其改造測繪圖如圖2所示。
圖１ 改造前減四線液位浮球示意
圖２ 改造后減四線液位浮球示意
５、改造效果：
６、結(jié)束語：
該廠３．５ Ｍｔ／ａ常減壓裝置減壓塔浮球脫落、安裝法蘭孔設(shè)計(jì)位置偏高、浮球卡臺(tái)、實(shí)際有效測量范圍太小等類似問題改造效果良好，改造后的經(jīng)濟(jì)效益立竿見影，對(duì)于維持減壓塔各液位穩(wěn)定及精細(xì)化操作，保證減壓塔和整個(gè)裝置的物料平衡有重要意義。從裝置長周期安全運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益來看，該改造技術(shù)成本低、簡單有效，值得推廣。