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磁翻板液位計(jì)在熱媒罐液位測(cè)量中的應(yīng)用
本文闡述了熱媒罐上液位計(jì)的選型以及安裝方案剖析，結(jié)合項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)熱媒罐液位儀表運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題,，剖析了基于工藝與設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)的故障原因,，并進(jìn)一步給出了改進(jìn)措施。
引言
英威達(dá)(Invista )的聚酚中,，工藝熱源依賴于3.5 kg/cmi (G)的氣相熱媒,，這種熱媒是聯(lián)苯聯(lián)苯醚共熔共沸混合物，液相熱媒經(jīng)熱媒爐加熱后在熱媒閃蒸罐內(nèi)減壓閃蒸產(chǎn)出穩(wěn)定的氣相熱媒,，閃蒸罐提供了流體迅速氣化和氣液分離所需的合理閃蒸空間,。熱媒氣相總管溫度、壓力是該工段對(duì)聚酉旨工段的保障工藝指標(biāo),，液位監(jiān)控是該工藝段環(huán)節(jié)的操縱控制工藝參數(shù),，是影響氣相熱媒溫度、壓力指標(biāo)穩(wěn)定,，防止冒管,、帶液的重要影響因素。木文主要剖析了熱媒閃蒸罐內(nèi)流體的物理特性與運(yùn)動(dòng)特J吐,，總結(jié)了熱媒閃蒸罐液位儀表的選型,、安裝注意事項(xiàng)及操縱使用經(jīng)驗(yàn)，剖析了導(dǎo)致熱媒閃蒸罐液位測(cè)量不穩(wěn)定及其余高溫?zé)崦侥汗抟何粌x表氣蝕損壞的原因并基于故障原因提出了改善措施,。熱媒閃蒸工藝特點(diǎn)
熱媒閃蒸的主要特點(diǎn)是液相熱媒進(jìn)液口設(shè)計(jì)在熱媒閃蒸立罐切線方向,，液相熱媒進(jìn)罐壓力設(shè)計(jì)為6.5 kg/cmi (<1) ,閃蒸壓力為3.5 kg/cmi (G)。液相熱媒切線進(jìn)料的方式行使了離心力提高氣液分離效果,，液相飽和熱媒在進(jìn)入閃蒸罐減壓后,，閃蒸出的氣相與液相行使重力分離，也可以加設(shè)絲網(wǎng)或擋板撞擊以提高分離效率,。閃蒸罐的進(jìn)料口管徑及定位尺寸應(yīng)遵循工藝氣掖分離器設(shè)計(jì)規(guī)范的設(shè)計(jì)計(jì)較要求,，進(jìn)料口徑須與管道同口徑，進(jìn)料口中心線向上至筒體上部切線取(1.2倍筒體直徑+1/2進(jìn)料口直徑)或(900 mm+1/2進(jìn)料口直徑),，二選一時(shí)必須取二者計(jì)較后的較大值,，進(jìn)料口中心線向下至液相高液位可取(450^-600 mm+1/2進(jìn)料口直徑)萬,。
熱媒閃蒸罐的設(shè)計(jì)壓力為6.0 kg/cmi (G)、設(shè)計(jì)溫度375℃,、操縱壓力3.5 kg/cmi (G),、操縱溫度337℃，設(shè)備及儀表還應(yīng)耐受停車后的真空工況,。木文中熱媒是聯(lián)苯乙聯(lián)苯醚混合配置的共溶共沸混合物,，質(zhì)量比是26.5 } 73.5，市場(chǎng)上常選用兩個(gè)廠家的產(chǎn)品,，分別是道康寧的品牌Dowtherm八和*諾的品牌THERMLVOL.VP-1,該類別導(dǎo)熱油具備熱穩(wěn)定性好,、iw溫時(shí)飽和蒸汽壓力低、液相私度較低,、凝固點(diǎn)溫度12 0C,，氣相的適用溫度局限為257一400℃等特性。
2熱媒閃蒸罐液位儀表設(shè)計(jì)方案及選型
熱媒閃蒸罐的操縱工況具有高溫,、低壓,、耐真空的特點(diǎn)。聯(lián)苯聯(lián)苯醚熱媒具有毒性與易燃特性,，熱媒罐的液位儀表總體選型原則是遠(yuǎn)傳液位計(jì)選型遠(yuǎn)傳雙法蘭液位變送器,，就地液位計(jì)選型磁翻板液位計(jì)，液位報(bào)警開關(guān)通過在磁翻板液位計(jì)上擴(kuò)展十簧管式浮子感應(yīng)開關(guān),。液位儀表選型要滿足高溫?zé)崦降目量坦r,，優(yōu)化選型與優(yōu)化安裝方案是后期儀表可靠穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。木文根據(jù)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下重要的設(shè)計(jì)選型原則:
(1)耐高溫與防凝固,，基于康泰斯江陰澄高聚酚瓶片項(xiàng)目實(shí)際,，液位變送器選用品牌266DRH系列液位變送器，配套WIK八S26R八系列密封組件,。
(2)熱媒閃蒸罐的操縱溫度是337℃,，設(shè)計(jì)溫度達(dá)375℃，高壓側(cè)膜片材質(zhì)選定八ISI 316SS,。密封件及毛細(xì)管添補(bǔ)液必須考慮選定能耐高溫,、耐真空、工作溫度壓力區(qū)域?qū)挼墓栌?。根?jù)以往的項(xiàng)目實(shí)際,，有三種硅油在備選局限內(nèi)，分別是W IK八耐高溫型號(hào)KV32,、道康寧的DC704與DC704高溫硅油。木文匯總了三種高溫硅油的溫壓工作性能曲線,，如圖1所不,。對(duì)比圖中硅油工作溫壓曲線(曲線左側(cè)區(qū)域?yàn)楣栌偷墓ぷ鲄^(qū)域)，可以明顯得出KV32硅油的高溫、真空應(yīng)用溫度局限與壓力局限均要優(yōu)于DC704和DC705硅油,，其中KV32高溫硅油的低溫度限值為一2 5 0C,，優(yōu)于704硅油的?！婕?05硅油20℃,，后兩者在南方均需要考慮伴熱。
(3)液位計(jì)負(fù)壓側(cè)普通處于罐體的氣相空間,，密封組件膜片應(yīng)考慮耐受熱媒中的微量氯離子腐蝕,，低壓側(cè)膜片材質(zhì)常升級(jí)考慮哈氏合金6276 0
(4)-高壓側(cè)的液相熱媒在冷態(tài)時(shí)表現(xiàn)出高私度特性，應(yīng)選定延伸式法蘭密封組件,，確保密封膜片平面與設(shè)備內(nèi)側(cè)平齊,。
(5)翻板液位計(jì)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)操縱溫度選型耐高溫型號(hào)，磁性浮球及磁翻柱都應(yīng)能適應(yīng)熱媒閃蒸罐的高溫工況及停車后可能產(chǎn)生的負(fù)壓工況,。
3熱媒罐液位儀表應(yīng)用故障剖析
熱媒系統(tǒng)液位儀表在運(yùn)行過程中常出現(xiàn)磁翻板液位計(jì)無效,、浮子及筒體遭腐蝕泄漏、雙法蘭液位計(jì)膜片腐蝕破損的嚴(yán)重故障,，嚴(yán)重影響生產(chǎn)穩(wěn)定和裝置安全,。下文主要從磁翻板液位計(jì)無效和液位儀表接液部件腐蝕兩個(gè)方面剖析故障原因及總結(jié)故障辦理方案
3.1磁翻板浮子液面跟隨無效故障剖析
磁翻板能夠在開車初期的低負(fù)荷階段正常進(jìn)行指不，但熱媒循環(huán)量提升到一定負(fù)荷后磁翻板液位計(jì)將無效,，其刻度標(biāo)尺一直顯不低液位,，可以確認(rèn)此時(shí)磁浮球處于磁翻板液位計(jì)筒體底端。磁翻板液位計(jì)是行使連通器原理測(cè)量的液位儀表,，連通器原理是“幾個(gè)底部互相連通的容器,，注入同一種液體，在液體不流動(dòng)時(shí)連通器內(nèi)各容器的液面總是保持在同一水平面上”,。連通器測(cè)量的*要條件是液體是靜止不流動(dòng)的,。前面剖析過熱媒閃蒸系統(tǒng)分外的工藝特點(diǎn)，液相熱媒是罐體切線進(jìn)料,，這不可避免地引起了閃蒸罐內(nèi)液相熱媒的強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生漩渦流,。根據(jù)伯努利原理為著名的推論“等高流動(dòng)時(shí)，流速大,，壓力就小”,。在閃蒸罐內(nèi)的液相熱媒旋轉(zhuǎn)速度顯著高于磁翻板液位計(jì)連通器內(nèi)的靜止液相熱媒，這就導(dǎo)致在磁翻板液位計(jì)下連通邊界面處的壓力不服衡,，磁翻板側(cè)的液注靜壓要高于閃蒸罐側(cè)的液相熱媒動(dòng)壓,，此壓力差終會(huì)導(dǎo)致磁翻板筒體內(nèi)的液相流入熱媒閃蒸罐內(nèi)，從而引起連通器測(cè)量無效,。
通過上文的故障原因剖析,，本文提出了如下改進(jìn)措施:
(1)磁翻板液位計(jì)上連通口設(shè)備內(nèi)側(cè)增設(shè)弧形擋板,，弧形擋板焊接籠蓋在上液位連通口上方，防止切線方向進(jìn)入的液相熱媒旋轉(zhuǎn)流體灌入磁翻板液位計(jì)上口并導(dǎo)致浮子顛簸,。該措施還可以防止過飽和液相熱媒進(jìn)入磁翻板筒體后導(dǎo)致的氣蝕現(xiàn)象,。
(2)設(shè)計(jì)時(shí)考慮提高磁翻板上連通口的高度，確保上部連通口連接的是罐體氣相熱媒
(3)確保磁翻板液位計(jì)的下連通口處于靜止或流動(dòng)速度較低的液面內(nèi),。熱媒閃蒸罐的底部直接連接在熱媒循環(huán)泵入口,，工藝在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮過要避免液相渦流裹挾氣體進(jìn)入熱媒循環(huán)泵入口，因此在熱媒閃蒸罐底部設(shè)置有垂直“十”字擋板一防渦流擋板,。放渦流擋板能消除液體渦流,，使防渦流擋板內(nèi)液面處于比較穩(wěn)定的工況。磁翻板液位計(jì)下連通口應(yīng)開在熱媒閃蒸罐底部防渦流擋板下,，確保下連通口插在防渦流擋板的流體穩(wěn)定區(qū),。
3.2翻板液位計(jì)筒體及浮球破損故障剖析
浙江新鳳鳴聚酚項(xiàng)目發(fā)生過熱媒罐體上的磁翻板液位計(jì)破損泄漏險(xiǎn)情，除了浮球破損失真外,，還數(shù)次發(fā)生磁翻板筒體破裂導(dǎo)致的高溫有毒,、易燃的熱媒泄漏，造成環(huán)境污染和操縱安全隱患,。木文總結(jié)后發(fā)現(xiàn),，破損的磁翻板液位計(jì)均安裝于操縱溫度較高的熱媒冷凝罐1812-Tom mz-TOz和熱媒閃蒸罐，查詢DCS中熱媒罐操縱壓力歷史記錄,，發(fā)現(xiàn)故障儀表所處罐體均出現(xiàn)過操縱壓力低于飽和蒸汽壓力的工況,，推測(cè)氣蝕應(yīng)是造成液位儀表破損無效的主要原因。當(dāng)設(shè)備操縱壓力低于飽和蒸汽壓力時(shí),，液相熱媒內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣泡并在液相與金屬的接觸界面處破裂并產(chǎn)生氣蝕,，普通認(rèn)為氣泡的形成、生長(zhǎng)及潰滅過程中的氣泡沖擊波機(jī)制與微射流機(jī)制是造成材料機(jī)械損傷的根木原因萬2〕,。避免氣蝕現(xiàn)象產(chǎn)生必須精細(xì)調(diào)整工藝設(shè)備的操縱條件,，避免設(shè)備容器氣相壓力低于液相熱媒的飽和蒸汽壓力。
4結(jié)論
康泰斯的聚酉齡主一直反饋熱媒閃蒸罐,、熱媒冷凝液儲(chǔ)罐等的雙法蘭液位計(jì)和磁翻板液位計(jì)故障多發(fā),，裝置運(yùn)行一段時(shí)間后總會(huì)出現(xiàn)雙法蘭液位計(jì)的接液膜片、磁翻板的浮子,、磁翻板筒體等被腐蝕,，磁翻板液位計(jì)也常常檢測(cè)不穩(wěn)定。過去一直認(rèn)為是熱媒內(nèi)的氯離子含量過i高引起的化學(xué)腐蝕引起的,，我們將儀表接液部件材質(zhì)更換為哈氏合金6276,，但腐蝕引起的破損問題依然沒有得到改善。磁翻板液位計(jì)測(cè)量不穩(wěn)定的問題在江陰澄高1 700叮d聚酚瓶片項(xiàng)目中*暴露,，該項(xiàng)目工藝產(chǎn)能在經(jīng)過2倍放大后,，熱媒閃蒸罐只是相應(yīng)提高了進(jìn)液口高度,，設(shè)備木體尺寸并無同步放大,，磁翻板液位計(jì)常在熱媒系統(tǒng)開車負(fù)荷提高后*不能工作,，現(xiàn)場(chǎng)檢查后確認(rèn)故障時(shí)磁翻板筒體內(nèi)無熱媒，這是導(dǎo)致磁翻板液位計(jì)不能工作的主要原因,。
儀表的故障常常是安裝設(shè)計(jì)不合理或工藝設(shè)備操縱不正確導(dǎo)致的,，完美的儀表測(cè)量方案從來就不是儀表單個(gè)**知識(shí)所能涵蓋的，儀表**確定選型和安裝方案還應(yīng)綜合考慮收集工藝,、設(shè)備,、管道等方面的信息，打聽工藝設(shè)備工作原理,、理解工藝介質(zhì)物性等,。