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磁翻板液位计失灵的原因分析及防范措施
点击次数:592 发布时间:2016-04-05

1、磁翻板液位计失灵的过程及现象
1.1 丙烯贮槽受料过程
在中盐华祥盐化工公司环氧氯丙烷项目试运行,氯丙烯装置开车过程中,液态丙烯从球罐经高速离心泵打入被氮气置换后的丙烯受槽, 开泵10 min 后,丙烯受槽磁翻板磁翻板液位计刻度为零,再观察10 min ,刻度仍无变化。 随即检查丙烯输送泵(流量:10 m 3 /h ,扬程: 200 m )及管线阀门开启状况,泵的出口压力及电机电流均处于正常输送状态, 又对输送管道及丙烯受槽进出口阀门进行检查, 阀门开关状态正确无误,罐体侧面出口阀门有结霜现象,丙烯受槽压力表显示 0.42 MPa ,温度约为 5 ℃ ,上述现象充分说明受槽内已有丙烯进入。
1.2 磁翻板液位计失灵的处理
经分析是磁翻板液位计失灵,立即停止输送丙烯,关闭受槽所有进出口阀门,处理磁翻板液位计。 将磁翻板液位计测量管zui底阀门打开后, 有少量丙烯流出并冒出白雾。 拆下盲板,发现浮子被卡在测量管内,把整个磁翻板液位计拆下,将两头盲板全打开,用 覫45 无缝钢管从上端将浮子用大锤冲出, 发现浮子已发生形变成麻花状, 不能上下浮动而造成了磁翻板磁翻板液位计失灵。
2、原因分析
2.1 磁翻板液位计的型号及工作原理
2.1.1 型号及工作条件
丙烯受槽为卧式罐, 磁翻板液位计为立式安装磁翻板磁翻板液位计,测量长度为 1.5 m ;型号为 UHZ-50/C ;材质为 304 不锈钢;工艺条件为工作压力 1.6 MPa ;工作温度 40 ℃ 丙烯密度为 478.9 g/cm 3 。
2.1.2 工作原理
根据浮力原理,浮子内封闭了一定体积的气体,在测量管内,随液位的升降而上下浮动,浮子内的*磁钢通过磁耦合作用,驱动红、白色翻柱翻转180° 。液位上升时,翻柱由白色转为红色;下降时,由红色转为白色,从而实现液位的指示。
2.2 浮子变形的原因分析
正常情况下,浮子为圆柱形,两头椭圆封头圆柱体焊接牢固,内部密闭一定的空气,浮子成麻花形说明有力的作用。 磁翻板液位计应耐 1.6 MPa ,而当时罐内压强仅显示 0.42 MPa( 表压 ) ,不应发生形变,*发生变化的是罐内温度,受料前为 30 ℃ ,受料后受料槽温度为 -5 ℃ 。 浮子是一个密闭了一定气体的耐压容器, 温度变化改变了它内部的压强, 内部原始压强P 0 应约为 101.33 kPa ,假设内腔体积( V )在整个过程中不变,属于等容变化,温变后内部压强为 P ,根据克拉帕龙方程 :
PV=nRT ,得出 P 0 V/T 0 = PV/T
式中, P 0 - 受料前密闭在浮子内的压力; V- 浮子容积(不变); T 0 - 受料前浮子内气体的温度( K ); P- 受料后密闭在浮子内的压力; T- 受料后浮子内气体的温度( K )。
P=P 0 T/T 0 , T=-5+273=268 ( K ), T 0 =30+273=303 ( K )。
则 P=P 0 T/T 0 ≈0.88 P 0 , 也就是说浮子内部已呈负压状态,真空度约为 0.12 个大气压( 12.16 kPa ),浮子在内外压强差的作用下发生了形变。
2.3 分析结论
丙烯在进入受槽后, 受槽内部瞬间发生了温度变化,导致磁翻板磁翻板液位计浮子内的压强迅速降低,形成负压状态,在外压强力的作用下发生了形变,卡在测量管内,不能上下浮动,导致失灵。
3、避免浮子变形的措施
3.1 受槽温变的原因分析
丙烯受槽内温度变化的原因是丙烯在受槽内迅速气化。 丙烯球罐压强为 1.15 MPa (表压),丙烯的温度约为 29 ℃ , 而丙烯受槽内受料时的压强仅0.15 MPa (表压),液态丙烯进入受槽后迅速气化,开始时,气化潜热达 16.68 kJ/mol ,使得受槽内温度迅速降低,受槽压力为 0.42 MPa 时,对应的平衡温度约为 4.8℃ ,受料时受槽内压强降低,丙烯迅速气化导致受槽温变。
3.2 预防措施
浮子变形,部件损坏的实质是工艺操作问题。
用惰性气体(氮气)增大受料槽内的压强,避免受料时发生温变,液态丙烯在饱和蒸汽分压(表压)为 1.0~1.2 MPa 时,对应温度为 20~30 ℃ ,为此,在丙烯受槽接受丙烯前, 将惰性气体的压强升至1.05~1.1 MPa ,再受料时就不会发生温变了。 实践证明,受料前压强在 0.8 MPa 以上即可,随着丙烯的逐渐进入,受槽内压力逐渐升高,浮子不会形变,受槽内液体越来越多,浮子逐渐浮起。 受料完毕排放惰性气体时要缓慢,避免大量丙烯随之气化,这时,即便有少量的丙烯气化,也不会给罐内造成大的温差变化。
4、其他易挥发液体受料的提示
在氯碱生产过程中,沸点低、易气化的物料相当多,比如液氨、以及液体氟利昂等有机类物料,在管道输送和刚开始进入受料槽,压力不合适时,都存在瞬间气化的现象, 温变不仅使磁翻板液位计浮子发生形变,对罐体也会产生应力变化,对其他附件也会有影响,因此,采用加压受料的方式,可避免类似事件发生。

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