頂裝磁翻板液位計系統運用問題及處理方法

1 頂裝磁翻板液位計儲罐

儲罐頂裝磁翻板液位計系統既可以隔絕空氣，防止空氣進入儲罐形成爆炸混合性氣體空間，也可以防止儲罐內有毒有害氣體外泄，給環境造成危害。

頂裝磁翻板液位計儲罐基本原理：在儲罐上設置頂裝磁翻板液位計系統裝置，維持罐內氣相空間壓力在0.2~0.5kPa [1] ，當氣相空間壓力高于該設定值時，頂裝磁翻板液位計閥關閉，停止氮氣供應；當氣相空間壓力低于該設定值時，頂裝磁翻板液位計閥開啟，開始補充氮氣，保證儲罐在正常運行時不吸進空氣，防止形成爆炸性氣體空間。

2 一般儲罐頂裝磁翻板液位計改造

隨著2015年4月國家針對石油煉制企業發布了《石油煉制企業污染物排放標準》（GB31570—2015），我國各石化企業開展揮發性有機物（VOCs）專項治理行動。

VOCs：指參與大氣光化學反應的有機化合物，或者根據規定的方法測量或核算確定的有機化合物。南京某廠的原料罐區為滿足日益嚴峻的安全和環保要求，對罐區7臺儲罐進行整改。儲罐均為內浮頂儲罐，儲存介質為粗汽油，設有呼吸閥，未設置呼吸人孔，罐內呼吸氣直排大氣。

整改內容如下：

a）對7臺儲罐均增設頂裝磁翻板液位計系統：每臺儲罐上單獨設1臺頂裝磁翻板液位計閥，罐頂單獨設取壓口取壓，保證儲罐內壓力穩定在一定值。頂裝磁翻板液位計閥設限流旁路，一旦頂裝磁翻板液位計閥出現故障時可由旁路供氮。每臺儲罐罐頂設壓力變送器，控制室可直觀讀取儲罐內壓力值。

b）增設油氣處理：在每臺儲罐的氣相支管上增設阻爆轟型阻火器，阻火器前后設手動切斷閥，阻火器兩側設差壓變送器，以便阻火器堵塞后能及時處理。氣相總線在罐區末端設有1個氣動切斷閥，每根氣相支線在靠近氣動切斷閥處設1個壓力變送器。氣相總線上設置在線氧分析儀，從罐區接至氣體處理裝置。

c）7臺儲罐的罐內氮氣壓力穩定在0.2~0.5kPa，當同組任一儲罐內壓力達到0.9kPa并且氣相平衡線末端壓力也達到0.9kPa時，連鎖打開對應的氣相平衡線上的氣動切斷閥，氣體排入氣體處理裝置處理；當同組任一儲罐內壓力低至0.765kPa或氣相平衡線末端壓力低至0.765kPa（暫定，電腦上可設定）時，連鎖關閉對應的氣相平衡線上的氣動切斷閥，停止氣體排放。

d）改造罐頂呼吸閥以滿足現有規范，呼吸閥開啟壓力設為“+1375Pa，-295Pa”，作為儲罐的一次壓力保護，呼吸人孔開啟壓力設為“+1800Pa，-450Pa”，作為儲罐的二次壓力保護。

后期施工及運行出現的實際問題：

1）已有儲罐不能動火，頂裝磁翻板液位計閥的取壓口無法開孔。

2）氮氣管線及氣相管線存在污垢及銹渣。

3）罐頂氣相線上的阻火器很重，阻火器堵塞后操作工人清理困難。

解決方案：

1）頂裝磁翻板液位計閥的罐頂取壓改為頂裝磁翻板液位計閥自取壓。

2）氮氣線：氮氣線的罐壁垂管下端與水平管交接處的90°彎頭處zui易積聚銹渣及污垢，將此處的彎頭改為等徑三通，三通支管連接水平管，三通主管垂直布置，上端連接氮氣線，下端設法蘭、法蘭蓋，車間可定期將下端的法蘭蓋拆卸清理銹渣及污垢。在頂裝磁翻板液位計閥前增加過濾器；氣相線：氣相線的罐壁垂管下端與水平管交接處的90°彎頭改為等徑三通連接，配管同氮氣線，且在氣相總線進入氣體處理裝置前設過濾器。

3）在罐頂設阻火器簡易吊桿支架，供拆卸后的阻火器升降。

3 高溫易結晶介質儲罐頂裝磁翻板液位計改造

高溫易結晶介質因易結晶，易將儲罐上設備及管嘴堵塞，且結晶的不確定性易帶來安全的不確定性。常見的高溫易結晶場合有液硫儲罐、苯酐儲罐等，本文對液硫儲罐實際中出現的問題做針對性解決。液硫：在常溫常壓下，純硫是黃色無味固體，分子量32，在120℃狀況下可熔化成黃色低黏度液體。進一步加熱，硫會變得較暗，流動性降低。160℃左右時硫的黏度達到zui大，導致結構改變并呈現朔性硫，并要在長時間后才會失去朔性。因此將硫加熱至160～170℃時，會產生機泵不上量或難處理的假固液體。因此必須用蒸汽加熱方法使硫保持在130～150℃的恒定溫度。

由于液硫儲存溫度在130℃～150℃左右，儲存溫度較高，罐頂有含硫化氫和硫蒸氣的廢氣逸出，對廠區空氣環境造成污染，影響職工身體健康。所以液硫儲罐在存儲過程中同樣需設頂裝磁翻板液位計系統。南京某廠液硫儲罐罐頂氣直排，因液硫罐頂廢棄中含有硫化氫，硫化氫與空氣中的水后電離呈酸性，使管材受到電化學腐蝕。罐頂鋁皮保溫層、罐頂鋼平臺及欄桿等銹蝕嚴重。

現有儲罐為罐內設加熱盤管，罐頂和罐壁保溫但不伴熱。在使用過程中，出現液位計口、呼吸閥口、壓力變送口、氣相出口等易被硫粉堵塞現象。這主要是因為硫蒸氣是易結晶氣體，在低于112℃左右時，硫蒸氣易變成硫粉晶體，從而堵塞管嘴及設備等。

解決方案：

a）罐頂保溫層使用阻燃型玻璃鋼板，罐頂鋼平臺、欄桿、鋼格板及其支撐件均熱熱浸鋅處理。

b）設置頂裝磁翻板液位計系統，避免廢氣直接自儲罐內逸出。頂裝磁翻板液位計閥選擇帶氮氣反吹掃功能，頂裝磁翻板液位計閥的引壓管設蒸汽伴熱并保溫至頂裝磁翻板液位計閥前，確保頂裝磁翻板液位計閥和引壓管不易被硫粉晶體堵塞。

c）罐頂所有管嘴均設蒸汽夾套管嘴，呼吸閥、泄壓人孔等罐頂設備均設為夾套型。

d）罐頂液位計口、呼吸閥口、壓力變送口、氣相出口等管嘴上均設置氮氣入口，用氮氣“吹氣”法將氮氣吹入罐頂的管嘴內，使管嘴處充滿氮氣，在液位計口、呼吸閥口、壓力變送口、氣相出口等附近形成氮氣墊層，不易被硫晶體堵塞。氮氣流量根據各管嘴尺寸和流速確定。氮氣吹氣流速范圍控制在2~20 cm/s[2] 。為便于現場對氮氣流量的控制，在氮氣入口線上需設流量計量設施，本設計中選用的是轉子流量計。