酸硫裝置玻璃板液位計(jì)泄漏原因分析

崔云龍(中海石油煉化有限責(zé)任公司，廣東 惠州 516086)

0 引言

中海油惠州石化有限公司自2009年建成投產(chǎn)以來(lái)，脫硫聯(lián)合裝置、酸性水汽提裝置、硫磺裝置以及溶劑再生裝置現(xiàn)場(chǎng)玻璃板液位計(jì)泄漏較多，影響裝置平穩(wěn)長(zhǎng)周期運(yùn)行。惠州石化玻璃板液位計(jì)玻璃片介質(zhì)溫度是在180℃以下選用硼硅玻璃，溫度高于這個(gè)界限選用鋁硅玻璃，在高溫高壓或有腐蝕性介質(zhì)工況時(shí)，玻璃板液位計(jì)采用鋁硅玻璃并內(nèi)襯云母片，能確保在玻璃板液位計(jì)在惡劣工況下長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，同時(shí)玻璃板液位計(jì)生產(chǎn)廠家嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)院出具的設(shè)計(jì)規(guī)格書(shū)選型，在實(shí)際工況和設(shè)計(jì)工況偏差不大的情況下玻璃板泄漏次數(shù)理論上應(yīng)該不多見(jiàn)。

1 惠州石化玻璃板液位故障現(xiàn)象

(1)2018年煉油四部共發(fā)生16次玻璃板液位計(jì)泄漏問(wèn)題；具體情況如表1。

(2)四部二期酸硫裝置玻璃板液位計(jì)故障列表，如表2。

對(duì)煉油四部的玻璃板液位計(jì)故障情況做了統(tǒng)計(jì)分析，故障基本分為三類(lèi)：1、蒸汽汽包液位計(jì)，2、測(cè)量氨液、除氧水等堿性介質(zhì)液位的液位計(jì)，3、其他部位的液位計(jì)。液位計(jì)主要故障現(xiàn)象：在液位波動(dòng)的位置云母片破損，進(jìn)而腐蝕玻璃片造成泄漏，或者腐蝕鋁硅玻璃片造成看不清液位。查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)鋁硅玻璃組成選用Li20-Al2O3-SiO2系統(tǒng)，Al2O3和SiO2的含量很高，具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性、機(jī)械強(qiáng)度以及較低的熱膨脹系數(shù)，較之傳統(tǒng)的鈉鈣玻璃有更好的物理、化學(xué)特性，但缺點(diǎn)是玻璃成分含有二氧化硅和硅酸鹽成分，耐酸(氫氟酸，熱磷酸除外)不耐堿液腐蝕。云母片由多硅白云母、石英、石榴石和金紅石等組成，可出現(xiàn)鈉長(zhǎng)石、黝簾石及硬綠泥石等，石榴石富含F(xiàn)e和Mg，多硅白云母中的Si可達(dá)3.369，具有絕緣及低損失的熱阻功能，是很好的絕緣隔熱材料，具有極強(qiáng)的耐腐蝕及耐高溫性能，但缺點(diǎn)是易脆裂，且云母有人造云母和天然云母之分，人造云母制造成本較低，但絕緣、隔熱、抗腐蝕性能相對(duì)天然云母較差。

表1 四部一期酸硫裝置玻璃板液位計(jì)故障列表

表2 四部二期酸硫裝置玻璃板液位計(jì)故障列表

2 惠州石化玻璃板液位計(jì)泄漏原因分析：

2.1 玻璃板液位計(jì)廠家原材料產(chǎn)品質(zhì)量和裝配工藝水平差強(qiáng)人易

(1)四部二期135單元溶劑再生裝置2017年10月建成順利投產(chǎn)，135-C-301堿液再生塔玻璃板液位計(jì)135-LG-30301B于2018年3月出現(xiàn)滲漏，拆卸玻璃板后發(fā)現(xiàn)玻璃片局部有破損，同時(shí)發(fā)現(xiàn)云母片與玻璃板支架之間選用的是石墨緩沖墊，墊片類(lèi)型使用錯(cuò)誤，應(yīng)使用金屬石墨墊，在更換新的玻璃片和金屬石墨墊后投用正常。(2)135單元貧氨液系統(tǒng)玻璃板液位計(jì)135-LG-10502于2018年8月出現(xiàn)泄漏，拆卸玻璃板液位計(jì)后發(fā)現(xiàn)金屬石墨墊片縮短變形，存在分層錯(cuò)位下移現(xiàn)象，金屬石墨墊密封不嚴(yán)導(dǎo)致工藝介質(zhì)泄漏。(3)玻璃板液位計(jì)常規(guī)裝配圖如圖1。

圖1 玻璃板液位計(jì)常規(guī)裝配圖

玻璃板液位計(jì)裝配云母片時(shí)通常選用雙層云母片，云母片厚度應(yīng)大于0.2mm，工作壓力在12MPA以上時(shí)云母片厚度應(yīng)在0.6～0.8mm之間，而實(shí)際拆卸玻璃板液位計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)廠家裝配的云母片比較薄，現(xiàn)場(chǎng)使用游標(biāo)卡尺測(cè)量厚度為0.2mm，且選用單層云母片，抗高溫變形和腐蝕性能較差。

2.2 環(huán)境溫度變化影響

玻璃板液位計(jì)均是露天安裝，大部分沒(méi)有遮擋，防雨隔熱效果較差，同時(shí)由于惠州石化處于沿海地區(qū)，降雨量和降雨頻次較多，對(duì)于高溫高壓玻璃板液位計(jì)表體易產(chǎn)生冷熱交變應(yīng)力，由于四部一期酸硫裝置中壓蒸汽汽包的高溫高壓玻璃板液位計(jì)選用單層云母片，厚度較薄(0.2mm)，且云母片自身存在易脆裂的特性，當(dāng)玻璃片壓蓋產(chǎn)生冷熱交變應(yīng)力時(shí)易導(dǎo)致云母片變形破裂，進(jìn)而堿性汽包鍋爐水腐蝕玻璃片造成泄漏。

2.3 檢修工藝與工序有待完善

常規(guī)玻璃板液位計(jì)更換故障玻璃板時(shí)要注意以下方面：(1)將玻璃板液位計(jì)上的螺栓螺母拆下來(lái)，按順序卸下壓蓋、墊片、玻璃板和云母片(腐蝕性介質(zhì)、高溫高壓的液位計(jì)才有云母片，其它沒(méi)有云母片)；(2)將液位計(jì)上灰塵、油跡清潔干凈；(3)將液位計(jì)上的銹跡除掉；(4)將液位計(jì)上密封窗內(nèi)密封墊的殘留物除掉，要注意不能損壞密封表面；(5)對(duì)密封面進(jìn)行修整，使其表面粗糙度達(dá)到要求；(6)按順序分別裝上金屬石墨墊片一件、云母片一件(腐蝕性介質(zhì)、高溫高壓的液位計(jì)有云母片，其它沒(méi)有云母片)、玻璃片一件、緩沖金屬石墨墊片一件和壓蓋；(7)用緊固螺栓緊固，緊固順序見(jiàn)圖2，緊固時(shí)螺栓必須按順序逐漸均勻用力，用15N.M力矩增量緊固，最后密封力矩約100N.M。

圖2 緊固螺栓順序

玻璃板泄漏次數(shù)與維護(hù)人員檢修技術(shù)水平有較大關(guān)系，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：(1)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際更換液位計(jì)玻璃片以及相關(guān)密封組件時(shí)，時(shí)常存在不按規(guī)定力矩緊固壓蓋螺栓的現(xiàn)象，由于儀表檢修人員力矩扳手?jǐn)?shù)量較少，螺栓緊固力矩主要憑維修人員經(jīng)驗(yàn)，部分螺栓緊固力矩達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。(2)更換完備件重新投用玻璃板速度較快，表體溫升較快，液位計(jì)冷熱交變應(yīng)力較大，同時(shí)不及時(shí)熱緊螺栓，增加了液位計(jì)泄漏的概率。

2.4 工藝操作工況變化以及工藝介質(zhì)性質(zhì)變化影響

(1)工藝專(zhuān)業(yè)在裝置開(kāi)停工階段需要使用1.0MPA、200℃蒸汽對(duì)各塔、罐、管線進(jìn)行吹掃、氣密、試壓，安裝在酸硫裝置各塔、罐上的玻璃板液位計(jì)大部分不耐高溫，不能長(zhǎng)時(shí)間使用蒸汽吹掃，故工藝專(zhuān)業(yè)在吹掃、氣密、試壓工藝流程時(shí)需要及時(shí)關(guān)閉玻璃板液位計(jì)一次閥。但在實(shí)際操作過(guò)程中存在工藝專(zhuān)業(yè)與儀表專(zhuān)業(yè)配合溝通不到位，導(dǎo)致玻璃板液位計(jì)一次閥不能及時(shí)關(guān)閉。(2)酸硫裝置主要作用是脫除上游裝置過(guò)來(lái)的干氣、液化氣、汽油、酸性水內(nèi)的硫化氫、硫醇、氨氣等雜質(zhì)，由于原油中硫、氨等雜質(zhì)含量波動(dòng)較大，酸硫裝置需要根據(jù)上游裝置過(guò)來(lái)的硫化氫，硫醇含量的大小不斷調(diào)整氨液、堿液循環(huán)量及濃度，以達(dá)到產(chǎn)品合格的目的。各塔、罐內(nèi)氨液和堿液循環(huán)量、濃度、溫度、壓力等實(shí)際工況與設(shè)計(jì)工況存在一定的偏差，加速玻璃板液位計(jì)的腐蝕老化速度。

3 防止措施

(1)加強(qiáng)玻璃板液位計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量的把控，通常情況下裝置內(nèi)各類(lèi)塔、罐至少安裝兩臺(tái)玻璃板液位計(jì)，在確認(rèn)玻璃板液位計(jì)生產(chǎn)廠家嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)格書(shū)選型的前提下可在同一工況下安裝兩臺(tái)不同廠家生產(chǎn)的玻璃板液位計(jì)，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用效果選用產(chǎn)品質(zhì)量較好的玻璃板液位計(jì)廠家。(2)增加高溫高壓工況下玻璃板液位計(jì)的隔熱保溫和防雨防潮措施，減少液位計(jì)表體產(chǎn)生的冷熱交變應(yīng)力對(duì)液位計(jì)的影響。(3)提高儀表維保人員的檢修技能，嚴(yán)格按照玻璃板液位計(jì)的檢修方案維修保養(yǎng)液位計(jì)。(4)跟蹤分析工藝生產(chǎn)工況，對(duì)于安裝在設(shè)計(jì)工況與實(shí)際工況長(zhǎng)期偏差較大部位的玻璃板液位計(jì)及時(shí)重新選型，選用滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的玻璃板液位計(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行，檢修玻璃板液位計(jì)時(shí)還需注意檢查玻璃板支架以及壓蓋是否老化變形開(kāi)裂，備品配件的入庫(kù)驗(yàn)收是否完好，云母片厚薄是否均勻，螺栓是否變形等細(xì)節(jié)，以達(dá)到減少泄漏次數(shù)，降低維護(hù)費(fèi)用的目的。