加熱爐磁翻板液位計因浮球吸附雜質導致卡死的改進方案

 

一、立項依據與指導思想

1.立項依據

儲運銷售分公司南一油庫外輸原油輸至南三油庫，近幾年由于采油廠來油溫度降低，在冬季氣溫較低時，原油經過長輸管線到達南三油庫后，其溫度接近凝固點。為改善這一狀況，2007 年南一油庫增建 3 臺真空相變加熱爐，在春、秋、冬季氣溫較低時對外輸原油進行加熱。

 

加熱爐運行中出現個別加熱爐負壓保持時間較短、頻繁做真空現象；所有加熱爐液位顯示裝置堵塞問題頻發（堵塞周期 3 ～ 5d），虛假水位信號遠傳至二次表，加熱爐頻繁保護停爐。

 

2.指導思想

結合加熱爐水位計實際運行研究，通過安裝磁鐵、安裝隔離控制閥門、擴大穩定缸容積、加裝雙水位、連接沖洗排污管線等一系列改造，將加熱爐磁翻板液位計逐步改進，實現設備平穩運行。

 

二、原磁翻板液位計存在問題

南一油庫加熱爐原水位計為單臺磁翻板液位計，水位計缸體與加熱爐爐體通過兩根 φ 16m m 短管連通，缸體內部有一個磁性浮球，浮球兩側排列著許多小磁極。

 

其測量原理為缸體內的水位變化帶動浮球上下移動，磁極在浮球磁力作用下翻轉，呈現不同顏色來顯示水位。

 

在實際運行中，爐體材質遇到高溫，產生金屬氧化物等雜質，不但爐體內水質變差，同時使水位計的磁性浮球因吸附雜質而卡死，導致現場水位計、遠程控制儀表均無法觀察真實水位，加熱爐常因此發生低水位誤報警并停爐，影響生產運行。

 

三、改進設計

自 2009 年以來，公司先后對水位計進行了 5 次改進：安裝磁鐵吸附雜質、擴大連通管徑并安裝隔離控制閥門、擴大穩定缸容積、實行雙水位計并聯讀數及安裝沖洗閥門，改進前如圖 1 所示。

1.安裝磁鐵吸附雜質

在爐體側壁靠近連通管的位置加裝 4 塊環形磁鐵（圖 2）。通過吸附作用減少進入水位計缸體的雜質，使水位計清理周期延長到 5 ～ 7 天。在此基礎上，又在水位計缸體底部法蘭外側加裝了 1 塊磁鐵，使水位計清理周期進一步延長為 7 ～ 10 天。

2.擴大連通管徑并安裝隔離控制閥門

將水位計與爐體之間連通管由原來的 φ 16m m 更換為 φ 20m m 的管段，并安裝兩個控制閥門，通過關閉閥門（1）和（2），實現水位計與爐體隔離（圖 3）。這樣，拆卸水位計時既不需要排低爐水，也避免了對加熱爐真空度的影響。

3.水位計本體改造

如圖 4 所示，拆除原水位計，通過法蘭連接，在原水位計處安裝一個高 600m m ，直徑 150m m 主穩定缸（3），增強水位計部分容納雜質的能力。同時在缸體下部法蘭外側安裝兩塊活動磁鐵，通過沉降吸附，讓水中的金屬氧化物在進入水位計之前先沉淀，減少進入水位計的雜質數量。另外，在主穩定缸左、右兩側各連接一個磁翻板液位計（12）（13），實現雙水位計并聯讀數，增強了數據的真實性。同時在主穩定缸上下兩側安裝排污閥門（10）（11）、水位計與主穩定缸之間安裝隔離閥門（4）（5）（7）（8）、水位計下側安裝排污閥門（6）（9），便于對主穩定缸及雙側水位計各自獨立清污。在加熱爐操作間室內暖器片上部開孔，安裝短接及絲扣閥門（15）。用軟管將該絲扣閥門分別與排污閥門（10）、（11）、（6）、（9）連接，利用采暖水定期沖洗水位計各部分，從根本上消除拆解、安裝水位計的工作。

四、設備加工及安裝使用

作好準備工作，按設計要求備好材料

1.水位計加工過程

水位計改造部分全部采用無縫鋼管，根據現場空間大小及實際需要設計各部分尺寸，按照設計尺寸對無縫鋼管進行切割、除銹、防腐、噴漆，水位計安裝時必須保持水平，安裝地點為加熱爐操作間內。水位計的各部分構成如下。

（1）水位計整體尺寸高 650m m 。

（2） 穩 定 缸（ φ 219m m 的 無 縫 鋼 管， 高650m m ），上部盲死，并開孔安裝 4 分鋼質絲扣球閥；下部安裝法蘭，法蘭下部開孔安裝 4 分鋼質絲扣球閥。

（3） 準 備 兩 個 磁 翻 板 水 位 計， 型 號 為 U FZ-1.6 型浮子液位計，量程為 -150m m ～ 150m m ，工作壓力為1.6M Pa。上下側分別開孔安裝 4 分鋼質絲扣球閥。

（4）兩個磁翻板液位計以法蘭連接的方式安裝在穩定缸兩側，連通管均采用 1 寸無縫鋼管。

2.安裝步驟

（1）在改造前協調崗位將待改造的加熱爐停運，排放爐水至水位計下側連接法蘭處。并將爐體冷卻 1 ～ 2 天。

（2）拆卸水位計與爐體之間連接法蘭共兩片。

（3）將預制的水位計穩定缸與爐體之間采用 1 寸無縫鋼管焊接，并加裝隔離控制閥門。

（4）水位計安裝完畢后，穩定缸下側均安裝強磁鐵。

（5）將穩定缸與爐體之間的隔離控制閥門打開，水位計與爐體實現連通。

 

3.沖洗流程

如圖 5 所示，當兩側水位計出現數據不一致時，可對雙側水位計分別進行沖洗，沖洗流程如下。

（1）關閉穩定缸與加熱爐爐體之間的隔離控制閥門。

（2）拆下永磁鐵關閉 4 個水位計閥，打開穩定缸上、下閥及閥門 5，單獨沖洗主穩定缸。

（3）關閉穩定缸下閥門，打開左側 2個水位計閥及排污閥，單獨沖洗左側磁翻板液位計。

（4）關閉左側2 個水位計閥及排污閥，打開右側對應水位計閥及排污閥，單獨沖洗右側磁翻板液位計。

（5）關閉右側磁翻板液位計排污閥、穩定缸上閥及閥門 5，打開 4 個水位計閥及隔離控制閥門，使水位計恢復運行。另外，可將連通軟管分別與 3 個排污閥相連，對主穩定缸及兩側磁翻板液位計進行反沖洗。也可在水位計正常運行的情況下，單獨關閉一個磁翻板水位計的水位計閥，單獨沖洗該磁翻板液位計，由另一臺磁翻板液位計實現連續監測爐體水位。

 

五、現場應用情況

水位計改造后，經過一個采暖期的運行，水位計清理周期從 3 天逐步延長到 3個月，并且通過開關閥門就能實現水位計的沖洗和排污功能，整個過程只需兩名員工用時 5m in。爐體無需重新做真空，極大地降低了勞動強度。