1 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 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，把整个液位计拆下，将两头盲板全打开，用∮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液位计失灵。

 

2 原因分析

2.1 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，weiyi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、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。