磁翻板液位计测量加热炉液位因杂质堵塞卡死的解决方案

磁翻板液位计是通过磁耦合作用原理进行工作的一种液位仪表,因此磁翻板液位计的本体选用的材质都是不具有磁性的材质,比如304、316L不锈钢,PP、PVC等,本导管内的浮子材质也是选用不锈钢或钛铝合金,PP等,并且在测量过程中,对于测量介质中含有磁性的杂质很敏感,这些杂质很容易就吸附到磁浮子的表面,造成浮子移动的卡塞,从而影响测量的效果和精度。本文就是针对于在工业液位测量实际过程中出现的此类问题,提出一种较为完善的解决方案。  

一、本文概述

1.立项依据
储运销售分公司南一油库外输原油输至南三油库,近几年山于采油厂来油温度降低,在冬季气温较低时,原油经过长输管线到达南三油库后,其温度接近凝固点。为改善这一状况,2007年南一油库增建3台真空相变加热炉,在春、秋、冬季气温较低时对外输原油进行加热。
加热炉运行中出现个别加热炉负压保持时间较短、频繁做真空现象;所有加热炉液位显示装置堵塞问题频发(堵塞周期3-5d),虚假水位信号远传至二次表,加热炉频繁保护停炉。
2.指导思想
结介加热炉水位计实际运行研究,通过安装磁铁、安装隔离控制阀门、扩大稳定缸容积、加装双水位、连接冲洗排污管线等一系列改造,将加热炉磁翻板液位计逐步改进,实现设备平稳运行。

  二、原磁翻板液位计存在问题
南一油库加热炉原水位计为单台磁翻板液位计,水位计缸体与加热炉炉体通过两根ch16mm短管连通,缸体内部有一个磁性浮球,浮球两侧排列着许多小磁极。
其测量原理为缸体内的水位变化带动浮球上下移动,磁极在浮球磁力作用下翻转,呈现不同颜色来显示水位。
在实际运行中,炉体材质遇到高温,产生金属氧化物等杂质,不但炉体内水质变差,同时使水位计的磁性浮球因吸附杂质而卡死,导致现场水位计、远程控制仪表均无法观察真实水位,加热炉常因此发生低水位误报警并停炉,影响生产运行。

  三、改进设计
自2009年以来,公司先后对水位计进行了5次改进:安装磁铁吸附杂质、扩大连通管径并安装隔离控制阀门、扩大稳定缸容积、实行双水位计并联读数及安装冲洗阀门,改进前如图1所示。
1.安装磁铁吸附杂质
磁翻板液位计堵塞

图1水位计改造前图

在炉体侧壁靠近连通管的位置加装4块环形磁铁
(图2)。通过吸附作用减少进入水位计缸体的杂质,使水位计清理周期延长到5-7天。在此基础上,又在水位计缸体底部法兰外侧加装了1块磁铁,使水位计清理周期进一步延长为7一10天。
磁翻板液位计改造
图2安装磁铁吸附杂质改造图
2.扩大连通管径并安装隔离控制阀门
将水位计与炉体之间连通管山原来的ch16mm更换为ch20mm的管段,并安装两个控制阀门,通过关闭阀门(1)和(2),实现水位计与炉体隔离(l图3)。这样,拆卸水位计时既小需要排低炉水,也避免了对加热炉真空度的影响。
磁翻板液位计改造2  

图3扩大连通管径并安装隔离控制阀门改造图
3.水位计本体改造
如图4所示,拆除原水位计,通过法兰连接,在原水位计处安装一个高600mm,自径150mm主稳定缸(3),增强水位计部分容纳杂质的能力。同时在缸体下部法兰外侧安装两块活动磁铁,通过沉降吸附,让水中的金属氧化物在进入水位计之前先沉淀,减少进入水位计的杂质数量。另外,在主稳定缸左、右两侧各连接一个磁翻板液位计(12)(13),实现双水位计并联读数,增强了数据的真实性。同时在主稳定缸上下两侧安装排污阀门(10)(11)、水位计与主稳定缸之间安装隔离阀门(4)C5)C7)C8)、水位计下侧安装排污阀门(6)(9),便于对主稳定缸及双侧水位计各自独立清污。在加热炉操作间室内暖器片上部开孔,安装短接及丝扣阀门(15)。用软管将该丝扣阀门分别与排污阀门(10)、C11)、(6)、(9)连接,利用采暖水定期冲洗水位计各部分,从根本上消除拆解、安装水位计的工作。

  四、设备加工及安装使用
作好准备工作,按设计要求备好材料
1.水位计加工过程
水位计改造部分全部采用无缝钢管,根据现场空间大小及实际需要设计各部分尺寸,按照设计尺寸对无缝钢管进行切割、除锈、防腐、喷漆,水位计安装时必须保持水平,安装地点为加热炉操作间内。水位计的各部分构成如下。
(1)水位计整体尺寸高650mm。
(2)稳定缸(ch219mm的无缝钢管,高650mm),上部自死,并开孔安装4分钢质丝扣球阀;下部安装法兰,法兰下部开孔安装4分钢质丝扣球阀。
(3)准备两个磁翻板液位计,型号为UFZ-C3)卞稳定缸C4)、(5)、(7)、(8)单台水位计隔离阀门C6)、(9)水位计排污阀门(10)、(11)卞稳定缸排污阀门C1W、C13)磁翻板液位计(14)连接软管(15)暖气片妊扣阀门(16)吸附磁铁
磁翻板液位计改造3

图4水位计本体改造图
1.6型浮子液位计,量程为-150mm~150mm,工作压力为1.6MPa。上下侧分别开孔安装4分钢质丝扣球阀。
(4)两个磁翻板液位计以法兰连接的方式安装在稳定缸两侧,连通管均采用1寸无缝钢管。
1.稳定缸2.水位计阀3
4.磁翻板液位计5.冲水阀排污阀
6.永磁铁
磁翻板液位计改造3

图5冲洗流程示意图
2.安装步骤
(1)在改造前协调岗位将待改造的加热炉停运,排放炉水至水位计下侧连接法兰处。并将炉体冷却1一2天。
(2)拆卸水位计与炉体之间连接法兰共两片。
(3)将预制的水位计稳定缸与炉体之间采用1寸无缝钢管焊接,并加装隔离控制阀门。
(4)水位计安装完毕后,稳定缸下侧均安装强磁铁。
(5)将稳定缸与炉体之间的隔离控制阀门打开,水位计与炉体实现连通。
3.冲洗流程
如图5所示,当两侧水位计出现数据小一致时,可对双侧水位计分别进行冲洗,冲洗流程如下。
(1)关闭稳定缸与加热炉炉体之间的隔离控制阀门。
(2)拆下永磁铁关闭4个水位计阀,打开稳定缸上、下阀及阀门5,单独冲洗主稳定缸。
(3)关闭稳定缸下阀门,打开左侧2个水位计阀及排污阀,单独冲洗左侧磁翻板液位计。
(4)关闭左侧2个水位计阀及排污阀,打开右侧对应水位计阀及排污阀,单独冲洗右侧磁翻板液位计。
(5)关闭右侧磁翻板液位计排污阀、稳定缸上阀及阀门5,打开4个水位计阀及隔离控制阀门,使水位计恢复运行。
另外,可将连通软管分别与3个排污阀相连,对主稳定缸及两侧磁翻板液位计进行反冲洗。也可在水位计正常运行的情况下,单独关闭一个磁翻板液位计的水位计阀,单独冲洗该磁翻板液位计,以另一台磁翻板液位计实现连续监测炉体水位。

  五、现场应用情况
水位计改造后,经过一个采暖期的运行,水位计清理周期从3天逐步延长到3个月,并且通过开关阀门就能实现水位计的冲洗和排污功能,整个过程只需两名员工用时5miu。炉体无需重新做真空,极大地降低了劳动强度。
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