蘭州某石化企業(yè)的460kt/a乙烯裝置配套的液態(tài)烴罐區(qū)于2014年3月1日破土動(dòng)工, 2015年7月建成投產(chǎn)。液態(tài)烴罐區(qū)共有14具球罐, 分別用于儲(chǔ)存乙烯、丙烯、裂解碳四、抽余碳四、丁烯一、碳五等中間產(chǎn)品, 其中用于儲(chǔ)存液相乙烯的有6具容積為1500m3的球罐, 儲(chǔ)存條件為壓力：1.65~1.75MPa；溫度一30~一36℃, 球罐本體材質(zhì)為低溫鋼07MnNiCrMoV。為了保證球罐的安全穩(wěn)定運(yùn)行, 每一具球罐均安裝有雙液位計(jì), 一種是伺服液位計(jì), 另一種是液氧液位計(jì)。
1、運(yùn)行現(xiàn)狀
球罐自2006年6月建成投用以來, 丙烯、裂解碳四、抽余碳四、丁烯一、碳五球罐的兩套液位計(jì)運(yùn)行比較正常, 兩套液位計(jì)互為備用, 一旦其中一套液位計(jì)出現(xiàn)問題, 另一套能夠正常指示, 為崗位操作工提供操作依據(jù)。而乙烯球罐(R301A-F)自投用以來, 由于設(shè)計(jì)制造方面存在缺陷, 沒有充分考慮乙烯低溫儲(chǔ)存的特殊條件, 磁翻板液面計(jì)表面掛霜結(jié)冰嚴(yán)重, 刻度被冰層包裹, 根本無法看到液位指示, 只能夠根據(jù)伺服液位計(jì)的指示進(jìn)行操作。在伺服液位計(jì)定期校對(duì)、失靈或者檢修時(shí), 無法正常操作, 給球罐的運(yùn)行帶來很大的安全隱患。
2、缺陷改造
為了保證乙烯球罐安全穩(wěn)定運(yùn)行, 投用初期磁翻板液面計(jì)結(jié)冰就很嚴(yán)重, 開始以為是由于施工時(shí)保冷材料沒有安裝好、保冷材料的厚度不夠等原因造成的, 因此對(duì)保冷材料全部重新安裝并增加了保冷材料的厚度, 但效果不明顯。后又組織崗位操作工對(duì)液氧液位計(jì)上的冰定期進(jìn)行人工清理, 由于乙烯球罐容積大（1500m3），液位計(jì)長(zhǎng)約12米，清理難度非常大，在清除作業(yè)過程中涉及高空等危險(xiǎn)作業(yè)，增加了員工的工作危險(xiǎn)性和勞動(dòng)強(qiáng)度，而且經(jīng)過人工清理的液位計(jì)在運(yùn)行3~4小時(shí)后，又開始掛霜結(jié)冰，運(yùn)行周期太短。另外每次在清除結(jié)冰的過程中, 都會(huì)對(duì)磁翻板液面計(jì)和閥座有所損傷, *終可導(dǎo)致磁翻板液面計(jì)損壞報(bào)廢。后來又嘗試切斷液面計(jì)根部閥切斷, 采用自然化冰的方式來清除掛冰, 這樣雖然減小了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度, 但這種辦法除冰時(shí)間太長(zhǎng),對(duì)安全生產(chǎn)不利。為了徹底解決磁翻板掛冰的現(xiàn)象, 經(jīng)過反復(fù)論證, 技術(shù)人員提出用工廠空氣進(jìn)行吹掃的方案并在其中一具乙烯球罐上進(jìn)行試驗(yàn)。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用工廠空氣連續(xù)吹掃掛冰的液位計(jì), 基本能夠徹底解決液氧液位計(jì)掛冰。
試驗(yàn)于2015年10月初開始,2015年12月底結(jié)束，實(shí)驗(yàn)初期由于氣溫加高（約25°C），防止結(jié)冰的效果好；到了冬季嚴(yán)寒季節(jié)，又暴露出由于工廠空氣帶水仍然出現(xiàn)使液位計(jì)結(jié)冰現(xiàn)象。針對(duì)上述情況, 考慮對(duì)工廠空氣進(jìn)行加熱, 并于2016年1月又經(jīng)過為期個(gè)月的試驗(yàn)和觀察, 嚴(yán)寒季節(jié)磁翻板結(jié)冰也得到徹底解決。圖1為冬季所拍攝的照片, 與改造前相比效果非常好。
圖1液位計(jì)改造后的照片

液氧液位計(jì)改造后的現(xiàn)場(chǎng)情況
此次試驗(yàn)的成功為徹底解決乙烯球罐磁翻板結(jié)冰提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn), 因此將試驗(yàn)期間所用的臨時(shí)管線和設(shè)備經(jīng)過進(jìn)一步完善, 于2016年4月底完成全部乙烯球罐（R301A-F）液氧液位計(jì)的改造, 液位計(jì)上的空氣吹掃管為自制設(shè)備, 進(jìn)氣端裝一閥門用于調(diào)節(jié)空氣量, 另一端封閉, 在靠進(jìn)液位計(jì)翻板側(cè)每間斷開5cm一個(gè)中的孔用于空氣吹掃為保證吹掃空氣的溫度在加熱器出人口增加一旁線, 流程見圖2。
圖2 改造后工藝流程

乙烯球罐（R301A-F)液氧液位計(jì)全部改為工廠空氣吹掃后, 液氧液位計(jì)的指示非常準(zhǔn)確和清楚。系統(tǒng)所用工廠空氣由乙烯裝置工廠空氣管網(wǎng)提供, 加熱熱源利用球罐區(qū)低壓蒸汽凝液, 參數(shù)如下:
(1)工廠空氣:0.6mpA,常溫
(2)低壓蒸汽壓力:0.35MPa, 溫度140℃。
經(jīng)過摸索和觀察, 工廠空氣吹掃系統(tǒng)夏季可以不開換熱器, 冬季氣溫較低時(shí)可將換熱器投用, 保證吹掃空氣的溫度在35~40℃即可滿足工藝要求, 由于利用了低壓蒸汽凝液余熱, 不消耗蒸汽是此次改造的一大亮點(diǎn)。
3、結(jié)束語
經(jīng)過此次改造從根本上解決了液氧液位計(jì)結(jié)冰嚴(yán)重的現(xiàn)象, 為低溫物料儲(chǔ)存采用液氧液位計(jì)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn), 同時(shí)為乙烯球罐安全穩(wěn)定運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其實(shí)如果冬季現(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境溫度不會(huì)太低導(dǎo)致翻板刻度指示器結(jié)冰，而只是介質(zhì)溫度較低容易結(jié)晶，那么可以直接選用凱銘儀表防凍保溫液氧液位計(jì)，更加簡(jiǎn)單也更加節(jié)省成本。