本文以某煉油廠3.3 Mt /a 渣油加氫裝置中熱高分罐重油儲(chǔ)罐液位計(jì)和差壓式液位計(jì)同時(shí)發(fā)生故障并安全處理的實(shí)例，分析其產(chǎn)生故障的原因是: 熱高分液位過高; 磁浮子消磁; 差壓式液位計(jì)伴熱效果不好; 沖洗氫未投用等。提出預(yù)防熱高分罐液位計(jì)失靈的五項(xiàng)措施: 嚴(yán)格投用儀表沖洗氫; 確保液位計(jì)保溫、伴熱良好; 定期檢查、校驗(yàn)重油儲(chǔ)罐液位計(jì); 定期切換、校驗(yàn)熱高分液控閥; 確保生產(chǎn)操作平穩(wěn)。
某煉油廠3. 3 Mt /a 渣油加氫裝置采用可實(shí)現(xiàn)單開單停的Ⅰ，Ⅱ兩列反應(yīng)系統(tǒng)，熱高壓分離器( 簡(jiǎn)稱熱高分) 設(shè)計(jì)溫度為399 ℃，設(shè)計(jì)壓力為18． 4 MPa，具有操作溫度高、壓力高，介質(zhì)組分復(fù)雜，液位較易波動(dòng)等特點(diǎn)。熱高分主要用來分離反應(yīng)生成的油和氣，上部氣相組分冷卻后去冷高分，下部的反應(yīng)生成油去熱低分。熱高分液位控制指標(biāo)為50% ± 10%，液位過高，會(huì)導(dǎo)致油氣分離效果不好，甚至將熱高分油帶入冷高分及其后路，導(dǎo)致冷高分界位無法控制，造成油水混合的事故; 液位過低，會(huì)導(dǎo)致熱高分氣竄入熱低分，導(dǎo)致熱低分安全閥起跳事故。熱高分液位是通過罐底兩組液控閥中其一控制，控制液位是通過罐側(cè)三組差壓式液位計(jì)測(cè)量。因此，熱高分液位計(jì)的可靠性直接關(guān)系著渣油加氫裝置高壓系統(tǒng)到低壓系統(tǒng)及冷高分和其后路的安全操作。
一、熱高分液位計(jì)結(jié)構(gòu)原理
雙系列渣油加氫裝置熱高分操作溫度為330 ℃，罐內(nèi)主要組分為加氫渣油及少量柴油、石腦油、氫氣、硫化氫。共有四組液位計(jì)，一組重油儲(chǔ)罐液位計(jì)，另三組是用于罐底兩組液控閥液位測(cè)量變送的差壓式液位計(jì)。各液位計(jì)都裝有伴熱系統(tǒng)。差壓式液位計(jì)引壓管終端膜盒處配有氫氣吹掃管線。
1．1 重油儲(chǔ)罐液位計(jì)
重油儲(chǔ)罐液位計(jì)應(yīng)用連通器原理和磁性耦合作用，以磁性浮子為感測(cè)原件，保證被測(cè)塔器與測(cè)量主導(dǎo)管內(nèi)的液位相等，當(dāng)測(cè)量主導(dǎo)管中的磁性浮子隨被測(cè)液位上下變化時(shí)，浮子中的磁性體與指示面板上的紅白指示球中的磁性體發(fā)生磁性耦合作用，使色柱翻轉(zhuǎn)，白色表示無液，紅色表示有液，紅白交界處即為容器內(nèi)實(shí)際液位，從而實(shí)現(xiàn)液位的清晰指示。圖1 為熱高分磁翻版液位計(jì)示意圖。該液位計(jì)具有測(cè)量范圍大，不受塔器高度限制，讀數(shù)直觀清晰，測(cè)量精度為± 10 mm; 機(jī)械式結(jié)構(gòu)，安全可靠; 密封結(jié)合面少，不易泄漏; 指示部分與被測(cè)介質(zhì)完全隔離; 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便，且指示功能無須另外供電等優(yōu)點(diǎn)。
1．2 差壓式液位計(jì)
差壓式液位計(jì)是根據(jù)流體靜力學(xué)原理工作。差壓式液位計(jì)是通過測(cè)量液位高度所產(chǎn)生的靜壓力來實(shí)現(xiàn)液位測(cè)量的。熱高分內(nèi)液位改變時(shí)，由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化。圖2 為熱高分差壓液位計(jì)液位變送示意圖。將差壓變送器的一端接液相，另一端接氣相。液位高度計(jì)算公式如下。

ΔP = P1 － P2 = ρgH
式中: ΔP———熱高分上部空間氣相壓力，kPa;
H———熱高分中液位高度，m;
ρ———熱高分中混合介質(zhì)密度，kg /m3 ;
g———重力加速度，9.8 N/kg;
P1，P2———差壓變送器正、負(fù)壓室的壓力， kPa。
當(dāng)變送器的正取壓口、液位零點(diǎn)不在同一水平面時(shí)，需要進(jìn)行零點(diǎn)遷移。差壓式液位計(jì)適用于有流動(dòng)或波動(dòng)的液體場(chǎng)合，適合黏度較小，較潔凈的液體。

二、液位計(jì)故障及應(yīng)急措施
2016 年2 月10 日，3． 3 Mt /a 渣油加氫裝置控制室內(nèi)DCS 顯示熱高分液位非正常波動(dòng)，且波動(dòng)幅度較大，熱高分液位波動(dòng)見圖3?，F(xiàn)場(chǎng)檢查熱高分重油儲(chǔ)罐液位計(jì)，發(fā)現(xiàn)為滿量程的全部紅色。熱高分液控閥工作狀況良好，閥位波動(dòng)不大。熱高分罐頂氣相組分壓力顯示較平穩(wěn)。

2．1 生產(chǎn)處理
在短時(shí)間內(nèi)無法判斷熱高分真實(shí)液位的情況下，根據(jù)兩列進(jìn)料量均為150 t /h、兩列熱低分的液位趨勢(shì)以及Ⅰ列熱高分的液位趨勢(shì)粗略估測(cè)Ⅱ列熱高分的液位。用磁鐵在重油儲(chǔ)罐液位計(jì)主導(dǎo)管側(cè)面滑動(dòng)，檢查確定磁浮子的具體位置，以此判斷熱高分的真實(shí)液位。當(dāng)時(shí)裝置區(qū)環(huán)境溫度為7 ℃，考慮到溫度較低，差壓式液位計(jì)伴熱、保溫效果不好，用蒸汽對(duì)差壓式液位計(jì)引壓管進(jìn)行吹掃暖管，以確保引壓管內(nèi)介質(zhì)油流動(dòng)狀況良好。檢查差壓式液位計(jì)吹掃氫系統(tǒng)的使用情況，發(fā)現(xiàn)吹掃氫未投用。
2．2 儀表檢修
逐一關(guān)閉三組差壓式液位計(jì)引壓管手閥，依次切除液位計(jì)。在液位計(jì)膜盒放空口接U 型放空管，開放空口處手閥，引沖洗氫對(duì)孔板后沖洗氫接管及膜盒進(jìn)行簡(jiǎn)短吹掃( 氫氣吹掃放空較危險(xiǎn)，此法只限于平常快捷使用) 。關(guān)閉自新氫壓縮機(jī)出口來的儀表沖洗氫手閥，拆沖洗氫注入導(dǎo)管上孔板處法蘭，檢查發(fā)現(xiàn)孔板面集有很多油污，遂對(duì)孔板進(jìn)行清洗。從沖洗氫孔板法蘭處引蒸汽對(duì)沖洗氫注入管線吹掃，從膜盒接口處排放，后用儀表風(fēng)吹干。吹掃結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沖洗氫管線中有較多的油污，判斷是熱高分油竄入沖洗氫管線所致。關(guān)閉磁翻板主導(dǎo)管上下連通管手閥，開啟主導(dǎo)管下排液手閥，對(duì)主導(dǎo)管密閉排油。拆主導(dǎo)管下法蘭，取出磁浮子檢查，發(fā)現(xiàn)磁浮子只有1 /4 面磁性較強(qiáng)，其他面磁性很弱。更換新的磁浮子，投用重油儲(chǔ)罐液位計(jì)主導(dǎo)管，用磁鐵在磁翻板標(biāo)尺面上來回刷動(dòng)，使翻板恢復(fù)真實(shí)狀態(tài)。
三、原因分析
( 1) 工藝操作上的波動(dòng)導(dǎo)致熱高分氣相負(fù)荷過大，使得熱高分液位波動(dòng)大，重油儲(chǔ)罐液位計(jì)主導(dǎo)管中的磁浮子被沖動(dòng)，當(dāng)磁浮子沖到主導(dǎo)管頂端時(shí)，磁翻板會(huì)顯示滿量程全紅，后磁浮子急劇下落時(shí)，磁翻板未能翻動(dòng)回白。
( 2) 裝置運(yùn)行過程中曾出現(xiàn)過熱高分油、氣分離效果不好，熱高分氣中夾帶加氫重油致使冷高分及后路帶入加氫渣油，界位失去控制，油水無法分離的事故。液位變送不真實(shí)，導(dǎo)致熱高分罐底液控閥無法自動(dòng)調(diào)節(jié)，真實(shí)液位超高或熱高分罐內(nèi)氣相負(fù)荷過大是導(dǎo)致油、氣分離效果不好的重要原因，也會(huì)導(dǎo)致磁浮子到達(dá)主導(dǎo)管頂端而出現(xiàn)磁翻板滿量程的狀況。
( 3) 磁浮子3 /4 面消磁，導(dǎo)致磁浮子和磁翻板不能發(fā)生良好的耦合作用，當(dāng)熱高分液位出現(xiàn)劇烈波動(dòng)時(shí)，磁翻板翻動(dòng)失效。
( 4) 差壓式液位計(jì)引壓管中及膜盒處存有熱高分油( 大部分為加氫渣油) ，環(huán)境溫度( 7 ℃ 左右) 較低時(shí)，差壓式液位計(jì)伴熱效果不理想，熱高分油低溫下黏度較大，流動(dòng)性差，從而使液位變送不真實(shí)。
( 5) 差壓式液位計(jì)沖洗氫未投用可導(dǎo)致液位變送失效。
四、 建議
( 1) 嚴(yán)格按照正確的方式投用液位計(jì)的儀表沖洗氫。如熱高分罐進(jìn)油前沖洗氫就要投用。熱高分沖洗氫氣的壓力要高于熱高分罐的操作壓力和液位靜壓之和。
( 2) 熱高分的液位計(jì)要做到伴熱、保溫良好。
( 3) 要定期檢查重油儲(chǔ)罐液位計(jì)的工作狀況，用附帶磁鐵檢查磁浮子的真實(shí)位置，與差壓式液位計(jì)獲取的液位進(jìn)行比較、核對(duì)，確保儀表的可靠性與熱高分液位的真實(shí)性。
( 4) 定期切換、校驗(yàn)兩組熱高分液控閥，定期檢查液控閥定位器，確保其工作狀況良好。
( 5) 生產(chǎn)操作上應(yīng)盡量做到平穩(wěn)，特別是熱高分內(nèi)氣相負(fù)荷的穩(wěn)定。如提、降反應(yīng)進(jìn)料要緩慢; 切換進(jìn)料組成時(shí)，要盡量緩慢; 盡量控穩(wěn)進(jìn)料的組成和速率。