浅析磁翻板液位计在测量油田加热炉水位的堵塞

液位的测量在石化行业生产中的重要工作之一，无论是原料储罐，还是中间控制过程中的各种加热，反应容器的液位测量，还是交易成品容品的容积测量都非常重要．本文针对油田生产中的加热炉的液位测量中遇到的堵塞问题的分析与解决方案给大家做一个介绍。液位计作为加热炉三大安全附件之一，可以反映炉内水位实时波动情况及液体蒸发程度。加热炉是油田勘探开发到原油储运各生产环节广泛使用的特种设备之一，因具有发生爆炸，危及生产设施和人员生命财产的危险性，其安全运行尤为重要。加热炉的安全运行首先要保证液位计的准确、灵敏和可靠，液位计的失灵、失准，会造成加热炉缺水受热面烧坏，火管变形等众多事故。　

　

     加热炉液位计的显示机构为磁性磁翻板液位计，液位计缸体导管内部为磁性浮子， 浮子外侧排列着一系列磁翻柱。其测量原理为：炉内的液位发生升降时， 液位计缸体导管中的浮子也随之升降，浮子内的磁体通过磁力耦合， 驱动红、白磁翻柱翻转180°； 有液位时转示红色， 无液位时转示白色。而加热炉液位计的磁翻柱经常会由于轴孔润滑不好而发生卡阻， 导管内磁性浮子会由于炉内水中杂质而发生运行受阻的现象， 以至于加热炉液位计每3~5 d 就要拆卸清理内部沉积物。

 

     针对油田加热炉磁翻板液位计堵塞问题，制定了应对措施，并开展了大量现场试验。通过扩大连通管径并安装隔离控制阀门、增设稳定缸、实行双液位计并联读数、安装排污冲洗阀门、利用采暖水改造冲洗流程，逐步完善液位计运行状况，实现了定期在线冲洗液位计。液位计清理周期从3 天逐步延长至3 个月，保证了加热炉平稳运行，取得了年节水306 t、节气15 552 m3的良好节能效果。

 

磁翻板液位计

 

　　1 应对措施

　　如何避免液位计堵塞和减少对发生堵塞的液位计进行清理的工时，从而实现真实监测炉体水位，减轻员工劳动强度目的， 利用PDCA 过程控制方法， 明确了问题结症， 由症结入手分析了主要原因，制定了应对对策并付诸实施。

　　1.1 扩大连通管径安装隔离阀门

　　利用加热炉检修期间进一步改造液位计的结构，将液位计与炉体之间连通管由原来的φ 16 mm更换为φ 20 mm 的管段，并安装2 个隔离球阀。通过关闭液位计上下联通管上加装的球阀，实现液位计与炉体隔离，减小拆卸液位计操作对加热炉真空度和炉内水位的影响。

　　对于发生故障堵塞的液位计，可以通过隔离阀隔离拆卸， 避免了加热炉由于拆卸液位计需要停炉、排水的过程；同时，重新回装液位计以后，也免去了重新加水，再次做真空的现状，可以有效保障加热炉不受液位计拆卸的影响。

　　1.2 液位计本体改造增设稳定缸

　　通过一段时间的运行和现场实际操作，发现液位计清理时还需长时间停炉给炉水降温。于是又提出进一步改造方案，拆除了原液位计，通过法兰连接，在原液位计处安装1 个高600 mm，直径150 mm主稳定缸，增强液位计部分容纳杂质的能力。同时在缸体下部法兰外侧安装2 块活动磁铁，利用磁性诱导铁质沉降进行吸附的原理，让水中的金属氧化物在进入液位计之前先在主稳定缸沉淀，控制减少进入液位计杂质的数量。增设了稳定缸以后，大大延长了液位计清理周期，由加装磁铁吸附装置以后的10 d 延缓至20 d 左右。大部分杂质沉淀受磁极吸附的影响，沉积在稳定缸内，可以有效缓解液位计堵塞的状况；同时，稳定缸还有另外一个优点，当液位计堵塞以后，需要拆卸液位计时，稳定缸与液位计都带有隔离阀，拆卸时可将稳定缸和液位计隔离，通过稳定缸底部放水阀门，将缸内炉水放出，不必再像以往清理液位计时需要等炉水降低至安全温度再操作，大大节省了液位计冲洗维护时间。

　　1.3 对稳定缸式液位计重新设计

　　针对原厂设计的单台液位计故障，决定在稳定缸上加装双液位计，在主稳定缸左、右两侧各连接1 台磁翻板液位计。当1 台液位计出现堵塞隔离拆卸时，开启另1 台液位计，让其进行工作。这样冲洗清理液位计的过程将更加安全，不会出现监测盲区，保障了加热炉的正常运行。同时，双水位并联读数，还可以拥有多种运行方式，小组最终的设计目标是参照压力容器标准规定中的细则，使现场指示和仪表信号源取值分开，达到自控和就地显示不相互干扰的目的。改造示意图如图1 所示。

 

磁翻板液位计

　　1.4 液位计本体加排污阀

　　为加热炉液位计本体设计安装了排污阀，员工利用手摇泵将清水通过稳定缸上冲洗阀， 泵进液位计稳定缸内， 利用液位计本体上的排污阀将清水排出，达到冲洗效果。改造设备如图2 所示。这样改造以后， 液位计的冲洗清理可不必拆卸， 节省了员工劳动工作量， 还可提高液位计的稳定性，冲洗液位计的时间也大大缩短。

　　1.5 利用采暖水改造冲洗流程

设计了利用采暖水为液位计提供冲洗水的改造流程， 在换热器上部开孔， 安装短接丝扣和阀门。在加热炉操作间内， 采暖换热器上安装了来水阀， 通过软管将该丝扣和阀门分别与主稳定缸冲洗阀门和液位计冲洗阀门连接， 实现正洗、反洗两种冲洗模式， 完全取消了清理液位计时拆解、安装的工作， 极大地降低了劳动强度和设备损坏率。

 

　　2 应用效果

　　经过以上一系列的改造，液位计清理周期从3 d逐步延长至3 个月。由于改造后的液位计具有冲洗、排污功能，员工通过开关阀门即可实现定期冲洗液位计，简单易行，液位计从未发生堵塞情况。同时，避免了频繁拆卸液位计对燃烧器的磕碰，加热炉本体的损坏程度也大大减小，保证了加热炉平稳运行。措施前后对照如表1 所示。改造后的液位计在南一油库3 台加热炉上投入运行。经过2 年的运行，3 台加热炉的液位计均可准确指示炉内液位， 未发生过一起由于假水位低报警而停炉现象。

措施实施后， 收到了较好的节能效果。一方面， 有效节约了大量加热炉用水， 加热炉液位计改造应用前， 冲洗液位计需要先将上层炉水排掉20 cm， 方可进行液位计拆卸操作， 单台炉单次排水量为1.89 t，按照每5 d 拆卸、清理一次液位计计算， 单台液位计一个采暖期270 d， 需要拆卸54次， 一个采暖期内3 台加热炉共节约水量为306 t；另一方面，取得了良好节气效果，由于避免了加热炉每次清理液位计重新做真空的步骤，每台加热炉可节省每次做真空消耗96 m3 的天然气用量，一个采暖周期3 台加热炉需做162 次真空，应用改造后液位计的3 台加热炉可节约天热气15 552 m3

。

　　3 结论

　　磁翻板液位计堵塞问题一直是制约油田加热炉平稳运行的重大安全隐患。大庆油田南一油库通过大量试验，逐步探索出扩大连通管径并安装隔离控制阀门、增设稳定缸、实行双液位计并联读数、改造排污冲洗阀门、利用采暖水改造冲洗流程等应对措施。实践表明，这些应对措施切实解决了油田加热炉磁翻板液位计堵塞问题，不仅改善了液位计运行状况，实现了定期在线冲洗，而且取得了良好的节能效果，可以在油田加热炉上进行推广应用。