加热炉磁翻板液位计因浮球吸附杂质导致卡死的改进方案

 

一、立项依据与指导思想

1.立项依据

储运销售分公司南一油库外输原油输至南三油库，近几年由于采油厂来油温度降低，在冬季气温较低时，原油经过长输管线到达南三油库后，其温度接近凝固点。为改善这一状况，2007 年南一油库增建 3 台真空相变加热炉，在春、秋、冬季气温较低时对外输原油进行加热。

 

加热炉运行中出现个别加热炉负压保持时间较短、频繁做真空现象；所有加热炉液位显示装置堵塞问题频发（堵塞周期 3 ～ 5d），虚假水位信号远传至二次表，加热炉频繁保护停炉。

 

2.指导思想

结合加热炉水位计实际运行研究，通过安装磁铁、安装隔离控制阀门、扩大稳定缸容积、加装双水位、连接冲洗排污管线等一系列改造，将加热炉磁翻板液位计逐步改进，实现设备平稳运行。

 

二、原磁翻板液位计存在问题

南一油库加热炉原水位计为单台磁翻板液位计，水位计缸体与加热炉炉体通过两根 φ 16m m 短管连通，缸体内部有一个磁性浮球，浮球两侧排列着许多小磁极。

 

其测量原理为缸体内的水位变化带动浮球上下移动，磁极在浮球磁力作用下翻转，呈现不同颜色来显示水位。

 

在实际运行中，炉体材质遇到高温，产生金属氧化物等杂质，不但炉体内水质变差，同时使水位计的磁性浮球因吸附杂质而卡死，导致现场水位计、远程控制仪表均无法观察真实水位，加热炉常因此发生低水位误报警并停炉，影响生产运行。

 

三、改进设计

自 2009 年以来，公司先后对水位计进行了 5 次改进：安装磁铁吸附杂质、扩大连通管径并安装隔离控制阀门、扩大稳定缸容积、实行双水位计并联读数及安装冲洗阀门，改进前如图 1 所示。

1.安装磁铁吸附杂质

在炉体侧壁靠近连通管的位置加装 4 块环形磁铁（图 2）。通过吸附作用减少进入水位计缸体的杂质，使水位计清理周期延长到 5 ～ 7 天。在此基础上，又在水位计缸体底部法兰外侧加装了 1 块磁铁，使水位计清理周期进一步延长为 7 ～ 10 天。

2.扩大连通管径并安装隔离控制阀门

将水位计与炉体之间连通管由原来的 φ 16m m 更换为 φ 20m m 的管段，并安装两个控制阀门，通过关闭阀门（1）和（2），实现水位计与炉体隔离（图 3）。这样，拆卸水位计时既不需要排低炉水，也避免了对加热炉真空度的影响。

3.水位计本体改造

如图 4 所示，拆除原水位计，通过法兰连接，在原水位计处安装一个高 600m m ，直径 150m m 主稳定缸（3），增强水位计部分容纳杂质的能力。同时在缸体下部法兰外侧安装两块活动磁铁，通过沉降吸附，让水中的金属氧化物在进入水位计之前先沉淀，减少进入水位计的杂质数量。另外，在主稳定缸左、右两侧各连接一个磁翻板液位计（12）（13），实现双水位计并联读数，增强了数据的真实性。同时在主稳定缸上下两侧安装排污阀门（10）（11）、水位计与主稳定缸之间安装隔离阀门（4）（5）（7）（8）、水位计下侧安装排污阀门（6）（9），便于对主稳定缸及双侧水位计各自独立清污。在加热炉操作间室内暖器片上部开孔，安装短接及丝扣阀门（15）。用软管将该丝扣阀门分别与排污阀门（10）、（11）、（6）、（9）连接，利用采暖水定期冲洗水位计各部分，从根本上消除拆解、安装水位计的工作。

四、设备加工及安装使用

作好准备工作，按设计要求备好材料

1.水位计加工过程

水位计改造部分全部采用无缝钢管，根据现场空间大小及实际需要设计各部分尺寸，按照设计尺寸对无缝钢管进行切割、除锈、防腐、喷漆，水位计安装时必须保持水平，安装地点为加热炉操作间内。水位计的各部分构成如下。

（1）水位计整体尺寸高 650m m 。

（2） 稳 定 缸（ φ 219m m 的 无 缝 钢 管， 高650m m ），上部盲死，并开孔安装 4 分钢质丝扣球阀；下部安装法兰，法兰下部开孔安装 4 分钢质丝扣球阀。

（3） 准 备 两 个 磁 翻 板 水 位 计， 型 号 为 U FZ-1.6 型浮子液位计，量程为 -150m m ～ 150m m ，工作压力为1.6M Pa。上下侧分别开孔安装 4 分钢质丝扣球阀。

（4）两个磁翻板液位计以法兰连接的方式安装在稳定缸两侧，连通管均采用 1 寸无缝钢管。

2.安装步骤

（1）在改造前协调岗位将待改造的加热炉停运，排放炉水至水位计下侧连接法兰处。并将炉体冷却 1 ～ 2 天。

（2）拆卸水位计与炉体之间连接法兰共两片。

（3）将预制的水位计稳定缸与炉体之间采用 1 寸无缝钢管焊接，并加装隔离控制阀门。

（4）水位计安装完毕后，稳定缸下侧均安装强磁铁。

（5）将稳定缸与炉体之间的隔离控制阀门打开，水位计与炉体实现连通。

 

3.冲洗流程

如图 5 所示，当两侧水位计出现数据不一致时，可对双侧水位计分别进行冲洗，冲洗流程如下。

（1）关闭稳定缸与加热炉炉体之间的隔离控制阀门。

（2）拆下永磁铁关闭 4 个水位计阀，打开稳定缸上、下阀及阀门 5，单独冲洗主稳定缸。

（3）关闭稳定缸下阀门，打开左侧 2个水位计阀及排污阀，单独冲洗左侧磁翻板液位计。

（4）关闭左侧2 个水位计阀及排污阀，打开右侧对应水位计阀及排污阀，单独冲洗右侧磁翻板液位计。

（5）关闭右侧磁翻板液位计排污阀、稳定缸上阀及阀门 5，打开 4 个水位计阀及隔离控制阀门，使水位计恢复运行。另外，可将连通软管分别与 3 个排污阀相连，对主稳定缸及两侧磁翻板液位计进行反冲洗。也可在水位计正常运行的情况下，单独关闭一个磁翻板水位计的水位计阀，单独冲洗该磁翻板液位计，由另一台磁翻板液位计实现连续监测炉体水位。

 

五、现场应用情况

水位计改造后，经过一个采暖期的运行，水位计清理周期从 3 天逐步延长到 3个月，并且通过开关阀门就能实现水位计的冲洗和排污功能，整个过程只需两名员工用时 5m in。炉体无需重新做真空，极大地降低了劳动强度。