壓縮機(jī)氣體分液罐的故障分析及解決方法

張小勤

（廣東石油化工學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，廣東 茂名 525000）

0 引言

新氫壓縮機(jī)是加氫類裝置的關(guān)鍵設(shè)備，它的安全運(yùn)行對(duì)裝置的正常生產(chǎn)至關(guān)重要，而新氫壓縮機(jī)的氣體分液罐是把氫氣中夾帶的液體分離出來的設(shè)備，作用是保證新氫壓縮機(jī)吸入的氫氣不帶液，避免新氫壓縮機(jī)汽缸發(fā)生液擊造成爆炸事故，因此，分液罐的液位準(zhǔn)確測(cè)量是很重要的。3#柴油加氫裝置新氫壓縮機(jī)氣體分液罐的液位測(cè)量儀表是浮筒液位計(jì)，在剛投用時(shí)液位計(jì)能很好地反映液位的變化，正確測(cè)量。但是最近幾年，浮筒液位計(jì)頻繁出現(xiàn)了測(cè)量不跟蹤、測(cè)量值波動(dòng)等問題，給工藝操作人員帶來麻煩，也給新氫壓縮機(jī)的安全運(yùn)行帶來隱患。為了解決問題，在對(duì)浮筒液位計(jì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行了多方面的原因分析后，提出了整改方案。

1 故障原因分析

1.1 儀表原因分析

導(dǎo)致浮筒液位計(jì)測(cè)量故障的儀表原因有很多，常見的有以下幾個(gè)方面：

（1）浮筒本體穿孔。浮筒在工作過程中，受介質(zhì)腐蝕的影響，時(shí)間長了會(huì)導(dǎo)致浮筒穿孔的情況。

浮筒上部出現(xiàn)穿孔，介質(zhì)液面沒有浸泡到該部位，開始并無影響，但隨著時(shí)間的延長，筒內(nèi)凝液不斷增加，浮筒重量增加，造成測(cè)量值偏低。

浮筒中部穿孔，所測(cè)介質(zhì)液面低于滲漏點(diǎn)時(shí)，對(duì)浮筒的影響與上部穿孔相同；介質(zhì)液位高于穿孔處時(shí)，介質(zhì)直接滲入浮筒內(nèi)，浮筒重量增加，測(cè)量值偏低。

浮筒底部穿孔，液體很快進(jìn)入浮筒內(nèi)，浮筒重量迅速增加，測(cè)量值快速下降。但此種現(xiàn)象會(huì)隨時(shí)間的延長而變慢，因?yàn)榻橘|(zhì)進(jìn)入浮筒內(nèi)，筒內(nèi)上部空氣受到壓縮，當(dāng)壓縮到一定程度時(shí)，內(nèi)部壓力等于外部壓力時(shí)，介質(zhì)再也不能進(jìn)入其中，此時(shí)測(cè)量值就會(huì)穩(wěn)定下來，但嚴(yán)重偏離液位實(shí)際值。

（2）浮筒脫落。浮筒一旦脫落，扭力管沒受到浮筒自身重量的作用，沒有向下位移，浮筒液位計(jì)輸出最大值，是虛假值。造成浮筒脫落的原因大多是固定浮筒的銷釘受介質(zhì)腐蝕而斷掉，或浮筒處于振動(dòng)工作環(huán)境中，扭力管受長期振動(dòng)的影響，出現(xiàn)疲勞斷裂，浮筒脫落。

（3）污物掛壁對(duì)浮筒測(cè)量的影響。由于生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性和原料的多變性，浮筒使用一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)浮筒測(cè)量不準(zhǔn)，或指示值在某一示值不變化的現(xiàn)象，造成這種情況的原因一般是污物或結(jié)晶使浮筒與外套卡住，使浮筒不能自由活動(dòng)，造成失靈。

1.2 工藝原因分析

3#柴油加氫裝置新氫壓縮機(jī)是向裝置反應(yīng)系統(tǒng)輸送新鮮氫氣的設(shè)備，由于新氫氣帶液量少，壓縮機(jī)的氣體分液罐長期料空，浮筒的工作環(huán)境由此改變，而且隨著時(shí)間的推移，浮筒銹蝕嚴(yán)重，導(dǎo)致了液位計(jì)測(cè)量故障的增多。

（1）浮筒沒有得到液體浸泡的穩(wěn)定作用，容易受氣體流動(dòng)的影響，造成測(cè)量值波動(dòng)、測(cè)量不準(zhǔn)等。每當(dāng)測(cè)量值出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，關(guān)閉浮筒液位計(jì)的正、負(fù)引壓閥，故障現(xiàn)象便消失，見圖1和圖2。

圖1 浮筒穿孔部位示意圖

圖2 測(cè)量值針鋒波動(dòng)趨勢(shì)圖

（2）浮筒時(shí)而被浸泡、但大多時(shí)間處于料空的工作環(huán)境，容易被銹蝕、卡死，造成測(cè)量值不跟蹤的故障。浮筒液位計(jì)每次出現(xiàn)不跟蹤的現(xiàn)象時(shí)，對(duì)其進(jìn)行沖洗處理可令其正常工作一段時(shí)間，但不久故障重復(fù)出現(xiàn)。

經(jīng)以上分析可知，3#柴油加氫裝置新氫壓縮機(jī)氣體分液罐的液位測(cè)量儀表頻頻出現(xiàn)故障的主要原因還是氣體分液罐長期處于料空狀態(tài)，改變了浮筒液位計(jì)本身的工作環(huán)境造成的。

2 故障解決方案與工作情況分析

通過對(duì)氣體分液罐的工況的分析，實(shí)施用雙法蘭液位計(jì)替換原浮筒液位計(jì)的改造方案。分液罐引壓閥法蘭接口滿足雙法蘭液位計(jì)的替換安裝，適合雙法蘭液位計(jì)的使用條件。

2.1 雙法蘭液位計(jì)的工作原理

雙法蘭差壓液位計(jì)通常由法蘭式受壓膜片、充滿硅油的毛細(xì)管和變送器組成（見圖3）。它的工作原理是容器內(nèi)不同的液位高度即液柱產(chǎn)生的靜壓由受壓膜片感知，通過充滿在毛細(xì)管內(nèi)的硅油傳遞到差壓變送器，再由差壓變送器測(cè)出靜壓的大小，由此得到液位的高度。

圖3 測(cè)量值頻繁波動(dòng)趨勢(shì)圖

2.2 雙法蘭液位計(jì)的應(yīng)用分析

由于雙法蘭液位計(jì)的法蘭受壓膜片能隔離工藝介質(zhì)，填充在毛細(xì)管里的硅油能傳遞壓力，沒有可動(dòng)部件，高壓氣體的流動(dòng)和介質(zhì)的腐蝕性對(duì)其不會(huì)造成影響，因此它的應(yīng)用范圍廣，適宜于測(cè)量腐蝕性、粘稠性和含懸浮物的液體液面或界面。但它也有不足，測(cè)量范圍受毛細(xì)管長度的限制，常用的有3m和6m的規(guī)格；測(cè)量過程接液溫度不能過高；在高壓下應(yīng)用有技術(shù)參數(shù)的要求等。具體技術(shù)參數(shù)見表1和表2。

表1 雙法蘭液位計(jì)溫度指標(biāo)

2.3 分液罐的工作狀況

3#柴油加氫裝置新氫壓縮機(jī)分液罐的工作壓力為5.2Mpa，工作溫度為40℃，介質(zhì)為氫氣，罐體下部有給安裝液位測(cè)量儀表用的法蘭式上、下引壓閥，測(cè)量范圍為300mm。其外觀見圖4。

圖4 雙法蘭液位計(jì)示意圖

2.4 方案實(shí)施效果

改造后的雙法蘭液位計(jì)工作到現(xiàn)在已有六個(gè)多月，目前工作狀況良好，測(cè)量值的曲線趨勢(shì)圖5。

圖5 分液罐外觀圖

3 結(jié)束語

儀表發(fā)生故障的原因多種多樣，不管是工藝原因還是儀表本身的原因，最終都是通過儀表表現(xiàn)出來。只有正確了解儀表的工作原理，熟悉儀表的適用場(chǎng)合，才能合理地應(yīng)用，發(fā)揮每一臺(tái)儀表應(yīng)有的性能，降低儀表的故障率，維持好生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

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