磁翻板液位计测量中失灵的原因分析及防范措施

        磁翻板液位计的安装方式有两种，侧装式磁翻板液位计和顶装式磁翻板液位计，在丙烯生产中磁翻板液位计可以作为一种主要的液位测量仪表，磁翻板的优点很多，测量结果直观，但有时也会产生失灵的现象出现，本文针对磁翻板液位计在测量过程中测量失灵做一个简要的介绍，以帮助读者在遇到同样的情况时能够正确地处理。
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 m3/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，用覫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/cm3。　　
　　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**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，**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P0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P0V/T0= PV/T式中，P0-受料前密闭在浮子内的压力；V-浮子容积（不变）；T0-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=P0T/T0，T=-5+273=268（K），T0=30+273=303（K）。则P=P0T/T0≈0.88 P0， 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。

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