一、本文概述
液位與流量的控制與測(cè)量在工業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的地位，氯堿生產(chǎn)中液體物料的液位顯示也是如此。尤其在液氯的生產(chǎn)中，由于液氯計(jì)量槽的頻繁改換及液氯包裝槽的頻繁灌裝，液氯液位的指示就顯得更為重要。并且因?yàn)橐郝仁莿《疚镔|(zhì)，必須做到嚴(yán)格的防泄漏，防止對(duì)人身造成傷害。因此，液面顯示裝置的安全可靠性特別重要。作為魯西南地區(qū)**的大型氯堿企業(yè)，公司主產(chǎn)品燒堿的生產(chǎn)能力為5萬(wàn)t/a,另有鹽酸、液氯、聚氯乙烯、氯化苯、漂粉精、氯化石蠟等氯產(chǎn)品。生產(chǎn)中的大量的過(guò)程品和產(chǎn)成品在生產(chǎn)儲(chǔ)存過(guò)程中都需要液位測(cè)量。1993年以前，公司在液氯生產(chǎn)中是用結(jié)霜式鋼管液面計(jì)來(lái)顯示液氯液面的，其液面判斷方式是以鋼管外表面的結(jié)霜位置來(lái)判斷容器內(nèi)液氯的液面。雖然液面計(jì)有著安全可靠，拆卸方便的優(yōu)點(diǎn)。但是液面顯示不十分準(zhǔn)確卻是硬傷，僅靠鋼管外表面的結(jié)霜情況來(lái)判斷液面精確度非常差。因此，急需一種新型的安全可靠且液面顯示準(zhǔn)確醒目的液面顯示器用于液氯的生產(chǎn)中。
1991年初化工部在廣州召開(kāi)的氯堿行業(yè)安全協(xié)作組座談會(huì)上，推薦使用液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)于液氯生產(chǎn)。此液位顯示器是化工部化工勞動(dòng)保護(hù)研究所為防止液氯貯槽超裝、泄漏造成重大中毒事故而研制的。該液位顯示器已于1991年12月通過(guò)化工部組織的技術(shù)鑒定，作為一項(xiàng)技術(shù)成果向**化工行業(yè)推廣。本文則是針對(duì)于本公司在液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)實(shí)際使用過(guò)程中案例加以分析說(shuō)明，希望對(duì)各位同行的儀表的選購(gòu)有所借鑒。
二、液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)的結(jié)構(gòu)、工作原理及使用特點(diǎn)
2.1液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)的結(jié)構(gòu)
液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)共有三部分組成:非磁性材料立管、磁性浮子及磁性顯示翻板。其中非磁性材料立管一般采用不銹鋼管或欽鋼管，其長(zhǎng)度要略長(zhǎng)于需要監(jiān)控的液面高度;磁性浮F外殼系用薄不銹鋼板焊制而成，內(nèi)鑲嵌強(qiáng)磁鐵棒，磁性浮子放在立管內(nèi);磁性顯示翻板用卡環(huán)固定在立管外側(cè)，立管上、下兩端用法蘭蓋封死，在立管*低位置安裝排污管。在液位顯示器安裝時(shí)應(yīng)保證立管的垂直度，以使浮子在立管內(nèi)能自由浮動(dòng)。
2.2液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)的工作原理
立管內(nèi)的磁性浮子隨液體物料液面的升降而上下浮動(dòng)，磁性浮子上下浮動(dòng)的同時(shí)，將磁性傳遞到磁性顯示翻板上，翻板由于浮子磁力的帶動(dòng)而不斷翻轉(zhuǎn)。由于翻板一面為紅色，一面為自色，則液面以下部分顯示為紅色，液面以上部分顯示為自色。這樣就非常醒目地顯示出貯槽內(nèi)的物料液面。

其工作原理如圖2所示。
1-液氯貯槽;2一立管;3一浮子;4-翻板;5一排污管
圖2液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)
2.3液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)的使用特點(diǎn)
該液位顯示器使用中具有以下特點(diǎn):
(1液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)指示的物料液位非常直觀醒目。由于翻板兩面分別為自色和紅色。兩種顏色對(duì)比度高。自天在遠(yuǎn)處即可看清翻板顯示的液面位置，夜間憑借室內(nèi)外照明也容易判斷液面的位置。
 (2液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)可以適用于各種液體的液位顯示。對(duì)于粘度較大的液體，可選用直徑較大的立管和磁性浮子。對(duì)于粘度較小的液體，可選用直徑較小的立管和浮子。這樣就可以避免物料的堵塞，不產(chǎn)生假液位。對(duì)于不同密度的液體，可分別根據(jù)液體的密度來(lái)設(shè)計(jì)浮子的大小，以便使磁性浮子在液體中能自由浮動(dòng)。
(3磁翻板液位靈示器準(zhǔn)確、靈活、安全可靠，可適用于各種壓力容器。
三、液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)在我公司的使用情況及出現(xiàn)的問(wèn)題
我公司氯產(chǎn)品車(chē)間于1993年5月利用計(jì)劃停車(chē)檢修的時(shí)機(jī)在液氯工段安裝使用了12套液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)。其中液氯計(jì)量槽安裝了6套，液氯包裝槽安裝了2套，液氯氣化器安裝了4套。在1993年5月中旬至10月中旬這段時(shí)間里，液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)使用效果良好，尤其對(duì)液氯氣化器和液氯包裝槽的使用更為方便。對(duì)液氯計(jì)量槽的液面顯示也非常醒目、準(zhǔn)確可罪。
液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)在正常使用了5個(gè)月后，卻突然在使用中接連出現(xiàn)了兩次事故。事故過(guò)程敘述如下。
1993年10月22日中班，氯氣液化崗位操作工對(duì)1#液氯包裝槽進(jìn)行檢修，先用氯氣泵對(duì)包裝槽進(jìn)行抽吸，然后打開(kāi)人孔蓋進(jìn)行清理。清理完畢后重新封閉，并用氯氣加壓試漏。當(dāng)貝州嘈內(nèi)氯氣壓力升至0.61VIPa時(shí)，操作工發(fā)現(xiàn)液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)的非磁性立管(不銹鋼1Crl8Ni9Ti)下部長(zhǎng)約lOcm的一段逐漸燒紅，并當(dāng)場(chǎng)燒壞磁翻板的塑料護(hù)盒，并把護(hù)盒玻璃燒至炸裂。操作工見(jiàn)此立即進(jìn)行了處理:先泄壓，然后用氯氣泵抽真空，關(guān)閉與1#包裝槽相連的所有閥門(mén)。這時(shí)被燒紅的不銹鋼立管下部由于高溫被氧化已變成黑色。拆下立管后，原來(lái)16cm長(zhǎng)的浮子只剩下約Scm,浮子內(nèi)的磁鐵棒由于高溫已失去磁性，反應(yīng)生成的熔碴，外觀類(lèi)似燃燒不完全的碳碴樣。另外在拆卸不銹鋼管時(shí)，管里面有自色煙霧冒出。
在這次事故中，由于包裝槽系空槽試壓，操作工及時(shí)發(fā)現(xiàn)且立即采取措施進(jìn)行處理，故沒(méi)有發(fā)生跑氯事故，也沒(méi)有造成人員中毒。如果當(dāng)時(shí)包裝槽盛滿液氯，其后果將不堪設(shè)想。由f是*次出現(xiàn)這樣的事故，且當(dāng)時(shí)也不清楚浮子內(nèi)部的組成及結(jié)構(gòu)，故沒(méi)有及時(shí)查明事故發(fā)生的原因。當(dāng)時(shí)車(chē)間立即決定暫停液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)在液氯工段使用。在不影響正常生產(chǎn)的前提下，逐步把液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)重新改為結(jié)霜式鋼管液面計(jì)，以確保安全生產(chǎn)。但就在更換液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)的過(guò)程中，又發(fā)生了類(lèi)似上面的事做。
1993年10月29日早班，當(dāng)班操作工更換3#液氯氣化器(供石蠟專(zhuān)用氣化氯)的液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)，先用氯氣泵抽吸，當(dāng)拆開(kāi)不銹鋼立管法蘭后，立即從管內(nèi)冒出大量同上次完全一樣的自色煙霧，持續(xù)時(shí)間達(dá)半小時(shí)之久。在這期間操作工佩戴防毒面具將不銹鋼立管拆下并搬至室外，倒出管內(nèi)的浮子，此時(shí)浮子已反應(yīng)掉1/3,其內(nèi)部支架及磁鐵棒已裸露，且浮子外殼、內(nèi)部支架及磁鐵棒繼續(xù)冒自煙。將殘余的浮子外殼、支架及磁鐵棒用水沖洗干凈并收集保存，以備將來(lái)事故分析時(shí)作為*一手資料。
四、事故原因分析
液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)出現(xiàn)的兩次事故時(shí)間相隔一周。從當(dāng)時(shí)事故發(fā)生的現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，從不銹鋼立管內(nèi)均冒出大A自煙。浮子外殼的一部分與氯氣發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。所不同的是，*一次事故是包裝槽在氯氣打壓時(shí)發(fā)生，氯氣量較大，居例的化學(xué)反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)放出大量的反應(yīng)熱，將不銹鋼立管燒紅，浮子亦與氯氣反應(yīng)掉大部分(約2/3)左右。*二次是在氣化器抽真空時(shí)發(fā)生，氯氣量較小，反應(yīng)較慢。拆開(kāi)不銹鋼立管法蘭后反應(yīng)熱與自煙反應(yīng)物一起逸出，彌漫于廠房?jī)?nèi)，浮子與氯氣反應(yīng)掉小部分(約1/3左右)。
10月24日，我公司向液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)生產(chǎn)廠家—化工部化工勞動(dòng)保護(hù)研究所青島華麥公司及化工部勞安司發(fā)函通報(bào)事故情況，向其詢問(wèn)浮子及其內(nèi)部支架和磁鐵棒的材質(zhì)情況，以便準(zhǔn)確分析判斷事故發(fā)生的原因，并及時(shí)采取防范措施。根據(jù)廠家提供的材料，基本搞清了這兩次事故發(fā)生的原因:浮子內(nèi)部鑲嵌磁鐵棒的支架系鋁件組成，由于浮子兩端的不銹鋼焊縫焊接質(zhì)量較差，焊縫有微孔砂眼。在容器打壓或抽真空時(shí)，液氯由焊縫上的微孔砂眼進(jìn)人浮子內(nèi)部，與鋁支架發(fā)生了劇烈的化學(xué)反應(yīng)，生成氯化鋁，同時(shí)放出大量的熱。現(xiàn)場(chǎng)看到的大A自色煙霧即為氯化鋁的微小顆粒。反應(yīng)放熱產(chǎn)生的高溫使氯氣與不銹鋼浮子外殼也發(fā)生了反應(yīng)，又放出大A的熱。可以想象，如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，氯氣量足夠多，整個(gè)浮子也會(huì)因劇烈反應(yīng)而消失，進(jìn)而產(chǎn)生大量的熱，使部分液氯氣化，系統(tǒng)壓力升高，并可能釀成更大事故。
針對(duì)此種情況，為了確保安全生產(chǎn)，公司決定停比所有的液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)在液氯工段使用，重新恢復(fù)使用結(jié)霜式鋼管液面計(jì)。何時(shí)再使用液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)則視生產(chǎn)廠家的質(zhì)量改進(jìn)情況而定。
五、液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)的改講
根據(jù)我公司液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)所發(fā)生的兩次事故來(lái)看，均是在系統(tǒng)打壓或抽真空時(shí)，液氯通過(guò)浮子兩端不銹鋼焊縫上的微孔砂眼進(jìn)人浮子內(nèi)部，和鑲嵌磁鐵棒的鋁質(zhì)支架發(fā)生反應(yīng)而造成，結(jié)果生成氯化鋁顆粒(冒自煙)，并放出大量的熱。此熱量又引起氯氣與不銹鋼浮子外殼發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步使反應(yīng)加劇，同時(shí)又放出大A的熱。如此惡性循環(huán)，使整個(gè)系統(tǒng)溫度升高，部分液氯氣化，系統(tǒng)壓力上升，有引發(fā)更大事故的潛在危險(xiǎn)。
從以上分析可以看出，事故引發(fā)的原因來(lái)自磁性浮子的制作質(zhì)量不過(guò)關(guān)。*先浮子內(nèi)部鑲嵌磁鐵棒的支架使用鋁質(zhì)不合適。因?yàn)樵谝郝冉橘|(zhì)中鋁質(zhì)*易與液氯發(fā)生反應(yīng)，并放出大量的熱，使系統(tǒng)溫度升高。其次浮子兩端的不銹鋼焊縫不合格。由于焊縫只能采用單面焊接，往往在焊縫上留有微孔砂眼，因此液氯容易從此砂眼進(jìn)人浮子內(nèi)部而與鋁質(zhì)支架發(fā)生反應(yīng)。特別是系統(tǒng)打壓或抽真空時(shí)此種情況更易發(fā)生。因此為了避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)對(duì)浮子的制作做如下改進(jìn):
 (1)把浮子內(nèi)部鑲嵌磁鐵棒的鋁質(zhì)支架改為不銹鋼支架。
 (2)改進(jìn)浮子兩端焊縫的焊接質(zhì)量，杜絕焊縫上存留微孔砂眼。
浮子制作完成后，應(yīng)在使用介質(zhì)中做耐壓和真空試驗(yàn)。經(jīng)試驗(yàn)合格后，再作為合格產(chǎn)品投向市場(chǎng)。
六、本文結(jié)語(yǔ)
液堿儲(chǔ)罐液位計(jì)是一種新型的液位顯示器，它具有安全、準(zhǔn)確、直觀、適用范圍廣的特點(diǎn)，它比傳統(tǒng)的玻璃管液面計(jì)具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。雖然在使用過(guò)程中出現(xiàn)了一些問(wèn)題，但只要改進(jìn)浮子的制作質(zhì)量，并經(jīng)過(guò)耐壓及真空試驗(yàn)，就能在化工生產(chǎn)中得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。