化工生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜種類繁多，塔器是其中應(yīng)用*廣泛一類加工裝置。塔器即是生產(chǎn)加工的場所又是物料進(jìn)出的儲存容器，因此塔器內(nèi)的物料液位需要進(jìn)行檢測。受生產(chǎn)工藝的不同，塔器差距很大高的多達(dá)幾十米小的卻在一米以內(nèi)，塔器內(nèi)部通常通過塔盤和填料構(gòu)造多個不同的空間，用來進(jìn)行物料間的不同分割加工及儲存，因此一個塔器常常需要安裝多個液位檢測儀表，液位儀表運(yùn)行的好壞直接關(guān)系著生產(chǎn)的運(yùn)行甚至塔器的安全。燒堿液位計(jì)是一個純機(jī)械的液位檢測儀表，由于其測量部分直接安裝在設(shè)備的塔器內(nèi)部，始終處于被測介質(zhì)的腐蝕沖刷中，內(nèi)部器件環(huán)境惡劣，因此需確保燒堿液位計(jì)測量部分質(zhì)量可靠，在大修過程中要拆卸認(rèn)真檢查。日常的維修維護(hù)主要在塔器外部的液位計(jì)部分，良好的維護(hù)可以延長燒堿液位計(jì)的使用壽命減少故障的發(fā)生。本文介紹了減壓塔由于減壓塔主體設(shè)計(jì)缺乏對液位測量環(huán)境及效果的考慮，或設(shè)計(jì)問題以致浮球安裝法蘭孔設(shè)計(jì)偏高，溢流槽距浮球安裝孔距離較短，浮球卡在集油箱平臺上，實(shí)際有效測量范圍太小，以及由于腐蝕問題導(dǎo)致的浮球脫落等問題。針對減壓塔浮球液位相關(guān)問題進(jìn)行有針對性的大轉(zhuǎn)角改造、材質(zhì)升級、卡臺的集油箱割槽補(bǔ)板改造，實(shí)現(xiàn)了減壓塔液位穩(wěn)定及精細(xì)化操作的目的。
１、問題現(xiàn)狀
某煉廠３．５Ｍｔ／ａ常減壓裝置進(jìn)行加工高酸原油適應(yīng)性改造，經(jīng)過２０１２年和２０１５年兩次大檢修，兩個運(yùn)行周期以來，減壓塔各側(cè)線集油箱液位測量一直存在問題，未能有效解決。主要問題包括：浮球安裝法蘭孔設(shè)計(jì)位置偏高，浮球卡在集油箱平臺，實(shí)際有效測量范圍太小以及部分浮球可靠性不足問題。尤其是減四線過汽化油液位溢流槽只有１４０ｍｍ，而浮球直徑卻為２４０ｍｍ，浮球易卡在集油箱臺上，即使液位滿后溢流也不會在儀表中顯示。減壓塔中集油箱的液位控制對各側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。若側(cè)線餾出油減少時，使減壓塔內(nèi)過汽化油部分*終回到塔底，使塔底渣油增多，塔底液位變化必將引起渣油流量變化，影響原油換熱溫度，進(jìn)而影響整個裝置。因此，維持減壓塔各側(cè)線集油箱液位穩(wěn)定及有效的精細(xì)化操作是保證減壓塔物料平衡和提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。
２、大轉(zhuǎn)角浮球設(shè)計(jì)原理及特點(diǎn)
燒堿液位計(jì)主要由浮球機(jī)構(gòu)、法蘭、中心軸、散熱組件、平衡錘機(jī)構(gòu)、萬向節(jié)機(jī)構(gòu)、變送機(jī)構(gòu)等組成。應(yīng)用于測量耐高溫、高黏稠介質(zhì)時，當(dāng)液位變化，浮球隨浮力變化時，其變化量經(jīng)杠桿、中心軸傳動至電阻傳感器，經(jīng)電路模塊處理轉(zhuǎn)換成與液位變化成線性的４～２０ｍＡ電流信號輸出。通常普通燒堿液位計(jì)受限于擺角度支點(diǎn)位置和安裝脖口直徑及長度影響，*大運(yùn)行角度為３５°，大轉(zhuǎn)角浮球在普通３５°轉(zhuǎn)角的基礎(chǔ)上增加了１套連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過支點(diǎn)前移，可使浮球運(yùn)轉(zhuǎn)角度達(dá)８０°，大幅增加了液位的測量范圍。

３、減壓塔部分浮球問題及原因分析
１）減壓塔部分浮球脫落或卡臺有以下幾種情況：
ａ）減二線液位。浮球與連桿連接處開焊，浮球脫落；浮球連桿套筒的緊固螺絲腐蝕嚴(yán)重；浮球©*低點(diǎn)卡在集油箱臺上，量程下限受影響。
ｂ）減三線液位。浮球連桿套筒根部與橫軸連接處斷開；浮球*低點(diǎn)卡在集油箱臺上，量程下限受影響。
ｃ）減四線液位。浮球卡在集油箱臺，溢流槽高度低于浮球重心，造成液位無顯示。
ｄ）減底線液位。浮球連桿與套筒連接處開裂、斷開；浮球連桿彎曲。
２）浮球脫落情況原因分析及解決措施：
ａ）側(cè)線浮球脫落的主要原因是部分連接件受高溫硫腐蝕和環(huán)烷酸腐蝕比較嚴(yán)重。高溫硫腐蝕通常發(fā)生在２４０℃以上，一般表現(xiàn)為均勻腐蝕減薄，在接觸面形成硫化物膜，主要影響因素有金屬壁溫、物料流速、物料硫含量。環(huán)烷酸屬于原油中所含的有機(jī)酸，分子式為Ｒ（ＣＨ２）ｎＣＯＯＨ，實(shí)際生產(chǎn)中表明：原油環(huán)烷酸通常當(dāng)總酸值ＴＡＮ 大于０．５ｍｇ?。耍希龋?；餾分油ＴＡＮ 大于１．５ｍｇ?。耍希龋鐣r具有環(huán)烷酸腐蝕。環(huán)烷酸腐蝕通常發(fā)生在２２０～４００℃，腐蝕產(chǎn)物溶于油，腐蝕的金屬表面粗糙而光潔，呈溝槽狀。環(huán)烷酸腐蝕具有局部特性，在高流速流動區(qū)和原油蒸餾中的高濃度酸性氣冷凝部位發(fā)生腐蝕，表現(xiàn)為均勻腐蝕減薄。影響環(huán)烷酸腐蝕的因素主要有溫度、流速、環(huán)烷酸含量、環(huán)烷酸的組成等。該次檢修將減壓塔內(nèi)所有浮球除大法蘭外所有內(nèi)部接液部位材質(zhì)均由３１６升級為３１７不銹鋼。浮球連桿轉(zhuǎn)軸部位更換為一體式的結(jié)構(gòu)，并對接液部分的各連接件、固定連接點(diǎn)、活動節(jié)點(diǎn)等易出現(xiàn)問題的部位進(jìn)行焊接加固，確?？煽啃?
ｂ）減壓塔底液位波動較大，浮球連桿在安裝脖頸口處或卡臺處上下撞擊，導(dǎo)致連桿彎曲，加之腐蝕，進(jìn)而斷裂脫落。該次檢修在連接點(diǎn)進(jìn)行焊接加固，并加強(qiáng)日常工藝操作管理，防止液位波動太大，浮球卡脖或卡臺震蕩過于頻繁、劇烈。
ｃ）以上兩點(diǎn)屬于補(bǔ)救措施，若設(shè)計(jì)之初各相關(guān)專業(yè)加強(qiáng)溝通交流，從塔體浮球安裝法蘭口開孔位置、塔內(nèi)件位置、浮球測量環(huán)境及測量要求、介質(zhì)特性、設(shè)備材質(zhì)等方面整體充分考慮，就會減少很多后續(xù)不必要的麻煩。
４、改造實(shí)施情況
２０１５年檢修期間對減壓塔集油箱液位測量環(huán)境進(jìn)行多次測量核算，根據(jù)測繪數(shù)據(jù)對減一線至減四線浮球分別進(jìn)行有針對性的大轉(zhuǎn)角改造，并根據(jù)測繪軌跡對相應(yīng)的各浮球卡臺的集油箱進(jìn)行切割補(bǔ)板，大幅增加了各側(cè)線集油箱浮球的有效測量范圍。下面以減四線液位測量為例進(jìn)行介紹，其他燒堿液位計(jì)問題及改造情況類似，在此不再一一說明。整個運(yùn)行周期，減壓塔過汽化油流程因顯示無量未投用，浮球本身未見明顯問題，但無法測量液位。浮球*低點(diǎn)卡在集油箱臺上，量程下限受影響，并且塔內(nèi)件溢流槽太矮只有１４０ｍｍ，未等到浮球浮起，液相成分就已經(jīng)溢流了，所以浮球無法浮起，儀表無法測量液位造成ＤＣＳ顯示沒量。減壓塔主體設(shè)計(jì)忽略液位測量環(huán)境的考慮，浮球安裝孔比溢流槽偏高，且溢流槽距浮球安裝孔距離較短。改造前如圖１所示。
針對減四線液位測量進(jìn)行大轉(zhuǎn)角、切割集油箱改造，有效量程大于設(shè)計(jì)量程的８０％，其改造測繪圖如圖２所示。改造后，安裝支架１２０ ｍｍ，插入深度為１?。保担担恚?，實(shí)際測量液位達(dá)４５０ｍｍ，儀表接液部位全部選用３１７材質(zhì)。轉(zhuǎn)軸—杠桿套筒、杠桿套筒—連桿、浮球—連桿的固定連接節(jié)點(diǎn)及加工焊接坡口增加焊接強(qiáng)度；對于活動節(jié)點(diǎn)，采用專用銷子固定。
５、改造效果通過上述改造，減一線有效測量范圍提高了７０ｍｍ，減二線提高了１７０ ｍｍ，減三線提高了１１０ｍｍ，減四線提高了２６０ｍｍ。該次檢修在以上燒堿液位計(jì)量程的設(shè)置上改進(jìn)了以往將浮球活動上、下限作為量程上、下限的做法，將浮球球心和溢流槽上沿平齊之處設(shè)置為量程上限，這樣液位顯示１００％時即表示真正的滿液位溢流，更有實(shí)際意義。改造后，減壓塔各集油箱液位基本實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定測量和自動控制，消除了溢流現(xiàn)象，相同加工量下減少了塔內(nèi)氣、液相負(fù)荷，有利于提高減壓拔出率。檢修改造后，減三線抽出溫度平均約為３１５℃，提高了約１５℃，真空度基本不變。減壓蠟油餾程終餾點(diǎn)常壓溫度由２０１５年的平均５５１ ℃ 提高至２０１６年的平均５７８℃以上，大幅提高了２７℃。２０１６年４～５月，減壓蠟油９０％點(diǎn)常壓溫度平均為５６８．２℃，已高于２０１５年同期減壓蠟油的終餾點(diǎn)常壓溫度５５１℃，可估算同工況下減壓蠟油收率增加了１１％。粗略按減壓蠟油、渣油差價(jià)４００元／ｔ計(jì)算，僅２個月蠟油效率就可增加人民幣近８００萬元。
６、結(jié)束語該廠３．５Ｍｔ／ａ常減壓裝置減壓塔浮球脫落、安裝法蘭孔設(shè)計(jì)位置偏高、浮球卡臺、實(shí)際有效測量范圍太小等類似問題改造效果良好，改造后的經(jīng)濟(jì)效益立竿見影，對于維持減壓塔各液位穩(wěn)定及精細(xì)化操作，保證減壓塔和整個裝置的物料平衡有重要意義。從裝置長周期安全運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益來看，該改造技術(shù)成本低、簡單有效，值得推廣。