常溫存儲全壓力式液位變送器切水密閉處理

摘要：本文就實(shí)際項目針對常壓存儲全壓力式液位變送器切水提出了一種密閉處理的方案，方案主要通過(guò)管道聲音和壓力表讀數變化判定切水結束。

液位變送器 [1] 通常都采用全壓力式球罐常溫存儲，液位變送器產(chǎn)品會(huì )帶有一定量的溶解水。當存儲溫度降低時(shí)，溶解在液位變送器中的溶解水由于過(guò)飽和會(huì )析出形成游離水，游離水在靜置一段時(shí)間后，因為水密度比液位變送器大會(huì )逐漸沉降在球罐底部。沉降在球罐底部的水可能會(huì )導致以下問(wèn)題：

a）產(chǎn)品不合格。比如說(shuō)液化石油氣要求產(chǎn)品不含游離水 [2] ；

b）由于水的凝固點(diǎn)高于液位變送器，液位變送器在非嚴寒地區存儲時(shí)都不做保溫，因此當環(huán)境溫度低于水凝固點(diǎn)一定值后，會(huì )導致水凝固膨脹，進(jìn)而導致法蘭或閥門(mén)密封泄漏事故；

c）水會(huì )腐蝕設備和管道；

d）影響下游裝置生產(chǎn)。比如說(shuō)聚丙烯裝置要求丙烯含水不大于150ppm。因此液位變送器存儲通常有脫水作業(yè)的需求，這在石油化工生產(chǎn)企業(yè)顯得尤為重要。

1 液位變送器切水現狀

國內液位變送器切水方法主要采用規范 [3] tuijian方法：

a）采用有防凍措施的二次脫水罐切水；

b）采用彈簧快關(guān)閥直接切水。

規范tuijian的方法都要求切水時(shí)有人員在場(chǎng)，防止切水過(guò)程中出現液位變送器泄漏而不能及時(shí)處理釀成事故。比如說(shuō)2015年山東石大科技石化有限公司“7·16”著(zhù)火爆炸事故一定程度上就是因為現場(chǎng)無(wú)人員監護導致。而市面上液位變送器自動(dòng)切水器在切水作業(yè)過(guò)程中也應有人員在場(chǎng)監控作業(yè)。

對于切水之后的排放，工廠(chǎng)和油庫大部分都采用現場(chǎng)直排，這樣便于操作人員觀(guān)看是否有液位變送器排出（看到白煙）。

2 切水密閉處理現狀

液位變送器切水作業(yè)通�？吹接邪谉煹臅r(shí)候就已經(jīng)有大量液位變送器排出來(lái)了。排放出來(lái)的液位變送器在環(huán)境無(wú)風(fēng)的情況下容易在低洼點(diǎn)聚集形成爆炸混合物，且會(huì )導致非甲烷總烴排放超標。因此切水后密閉處理既是安全要求也是環(huán)保要求。

液位變送器切水密閉處理主要問(wèn)題在于切出來(lái)的水溶解有少量液位變送器，而且切水過(guò)程中不可避免的直接排放液位變送器，如果直接把切水管路密閉接入含有污水系統，有可能因為液位變送器的大量蒸發(fā)和切水帶壓串入其他系統和單元，引起安全事故。而且液位變送器在氣化過(guò)程中會(huì )形成局部低溫，在有水的情況下，存在導致其他設備活動(dòng)結構失靈的問(wèn)題。國內部分工廠(chǎng)也在液位變送器切水密閉處理上做過(guò)努力，其中武漢石化就是其中之一。武漢石化采用的是二次脫水罐切水后去常壓閃蒸罐閃蒸，閃蒸氣相進(jìn)入低壓瓦斯系統，液相再排入含油污水系統處理，現已安全投用10年有余。

3 切水密閉處理方案

某石化廠(chǎng)有液位變送器共計41臺，介質(zhì)主要為液化氣、丙烯�，F有切水措施為：罐進(jìn)出主線(xiàn)的#下端開(kāi)口設DN50的切水線(xiàn)，雙閥后切水至附近排水溝自然蒸發(fā)。2015年受某石化廠(chǎng)委托對現有切水措施進(jìn)行改造，改造要求滿(mǎn)足規范，并實(shí)現密閉切水和回收蒸發(fā)液位變送器，滿(mǎn)足環(huán)保要求。

切水方案采用彈簧快關(guān)閥直接切水，然后并入閃蒸罐進(jìn)行閃蒸，閃蒸后氣相去火炬系統，通過(guò)氣柜進(jìn)行回收，液相利用離心泵送至酸性氣火炬分液罐后進(jìn)行后續處理。

3.1 閃蒸罐

閃蒸罐設計為臥罐，容積應考慮#大1個(gè)球罐組一次切水的總容量，容積定為5m 3 。設計壓力按#高接入介質(zhì)的球罐設計壓力考慮，本次為丙烯，考慮靜液位壓力后取2.26MPa（G）�？紤]冬季防凍和介質(zhì)氣化吸熱，儲罐做保溫和外蒸汽伴熱。閃蒸罐入口接液位變送器罐組切水管網(wǎng)，頂部出口去火炬管道，底部出口接離心泵去含酸性氣火炬分液罐。

3.2 直接切水

由于沒(méi)有設二次脫水罐，按規范 [3] 采用彈簧快關(guān)閥直接切水�？紤]可能會(huì )排放出液位變送器氣化產(chǎn)生低溫，彈簧快關(guān)閥閥后一定長(cháng)度管道采用不銹鋼管，其他管道均為碳鋼。為了防止管線(xiàn)中介質(zhì)結冰，切水管網(wǎng)做蒸汽伴熱保溫。

切水操作如下：在需要切水時(shí)（球罐先要靜置數小時(shí)），打開(kāi)彈簧快關(guān)閥前后閘閥并觀(guān)察彈簧快關(guān)閥后壓力表數值，確認彈簧快關(guān)閥閥后壓力數值正常，工人開(kāi)啟彈簧快關(guān)閥同時(shí)聽(tīng)管道聲音并觀(guān)察壓力表度數，當管道聲音突然變大或壓力表度數突然變大時(shí)可判定切水結束。

對于以聲音判斷切水結束的方法是源于現場(chǎng)經(jīng)驗。根據現場(chǎng)觀(guān)察，現場(chǎng)直接切水操作時(shí)，沒(méi)有烴排出時(shí)水流在管道中聲音很小約40dB，在有烴排出時(shí)管道1m以外聲音會(huì )達到70dB以上（針對丙烯球罐切水操作的研究結果）。這是因為在烴進(jìn)入切水管道后由于背壓積聚降低，切水管道的烴會(huì )迅速氣化使得管道流速迅速增大，表象就是聲音增大，而此時(shí)由于烴類(lèi)的氣化會(huì )導致切水管道內壓力會(huì )產(chǎn)生較大波動(dòng)，這些可以作為判斷切水結束的依據。

3.3 安全措施考慮

a）閃蒸罐按壓力容器設有安全閥，并按火災工況計算安全閥卸放量；

b）切水線(xiàn)出口在匯聚管線(xiàn)之前設置止回閥防止切水管路高壓回流；

c）切水線(xiàn)上在彈簧快關(guān)閥和閥后切斷閥之間設置壓力表，可根據壓力表度數初步檢查閥門(mén)泄漏和有無(wú)高壓回流；

d）彈簧快關(guān)閥和閥后切斷閥之間采用不銹鋼，防止切水時(shí)介質(zhì)汽化較多使得碳鋼材質(zhì)超過(guò)#低溫度范圍使用；

e）閃蒸罐入口管線(xiàn)設置遠傳壓力表，當管道壓力超過(guò)各儲罐#低壓力時(shí)報警，作為防止高壓回流的另一道安全保障；

f）閃蒸罐設置高高液位連鎖和低溫連鎖切斷進(jìn)水管線(xiàn)，作為閃蒸罐安全保護；

g）閃蒸罐與火炬連通管口設置止回閥和防爆轟阻火器防止回火；

h）去火炬管線(xiàn)和泵出口污水線(xiàn)上均設有流量計，用于判斷切水管系是否有泄漏情況；

i）切水管道應考慮水錘的沖擊力，管道布置時(shí)應充分固定。

4 結束語(yǔ)

某石化廠(chǎng)切水系統于2018年建成投用，投用至今反饋使用效果較好，通過(guò)管道聲音和壓力表讀數變化判定切水結束的方法真實(shí)可行，現場(chǎng)切水也不再對大氣直接排放液位變送器，提高了安全性，滿(mǎn)足的環(huán)保要求。