浅析环氧氯丙烷项目中磁翻板液位计失灵的原因及防范措施

本文就某盐化工公司环氧氯丙烷项目的生产实践中磁翻板液位计所出现的具体的故障现象作分析，总结了相关的故障发现的原因，提出了相关的解决方法，可以本文的故障分析的思路，帮助朋友们在遇到此种类似的问题时能够尽快准确地找出症结的所在，恢复生产的正常进行，不仅有利于自身能力水平的提高，也为企业的生产效率的提高作出贡献。



一、磁翻板液位计失灵的过程及现象
1.1 丙烯贮槽受料过程
在某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 m3/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，处理液位计。 将磁翻板液位计测量管最底阀门打开后，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，不能上下浮而造成了磁翻板液位计失灵。
原因分析

二、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， 液位计为立式安装磁翻板液位计，测量长度为 1.5 m；型号为 UHZ-50/C；材质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 478.9g/cm3。
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，浮子内的永久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。 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，唯一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P0应约为101.33 kPa，假设内腔体（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 P0V/T0= PV/T式中，P0-受料前密闭在浮子内的压力；V-浮子容积（不变）；T0-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=P0T/T0，T=-5+273=268（K），T0=30+273=303（K）。则P=P0T/T0≈0.88 P0， 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。

三、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。

四、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、液氯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。