劉洪瑞（大慶油田有限責(zé)任公司儲運(yùn)銷售分公司）

油田加熱爐磁翻板水位計堵塞問題的應(yīng)對措施

劉洪瑞（大慶油田有限責(zé)任公司儲運(yùn)銷售分公司）

針對油田加熱爐磁翻板水位計堵塞問題，制定了應(yīng)對措施，并開展了大量現(xiàn)場試驗(yàn)。通過擴(kuò)大連通管徑并安裝隔離控制閥門、增設(shè)穩(wěn)定缸、實(shí)行雙水位計并聯(lián)讀數(shù)、安裝排污沖洗閥門、利用采暖水改造沖洗流程，逐步完善水位計運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)了定期在線沖洗水位計。水位計清理周期從3天逐步延長至3個月，保證了加熱爐平穩(wěn)運(yùn)行，取得了年節(jié)水306 t、節(jié)氣15 552 m3的良好節(jié)能效果。

加熱爐；磁翻板水位計；堵塞；措施

引言

加熱爐是油田勘探開發(fā)到原油儲運(yùn)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)廣泛使用的特種設(shè)備之一，因具有發(fā)生爆炸，危及生產(chǎn)設(shè)施和人員生命財產(chǎn)的危險性，其安全運(yùn)行尤為重要[1]。水位計是加熱爐三大安全附件之一，反映爐內(nèi)水位實(shí)時波動情況及液體蒸發(fā)程度[2]。加熱爐的安全運(yùn)行首先要保證水位計的準(zhǔn)確、靈敏和可靠，水位計的失靈、失準(zhǔn)，會造成加熱爐缺水受熱面燒壞，火管變形等眾多事故[3]。

加熱爐水位計的顯示機(jī)構(gòu)為磁翻板水位計，水位計缸體導(dǎo)管內(nèi)部為磁性浮子，浮子外側(cè)排列著一系列磁翻柱[4]。其測量原理為：爐內(nèi)的液位發(fā)生升降時，水位計缸體導(dǎo)管中的浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁體通過磁力耦合，驅(qū)動紅、白磁翻柱翻轉(zhuǎn)180°；有液位時轉(zhuǎn)示紅色，無液位時轉(zhuǎn)示白色[5]。而加熱爐水位計的磁翻柱經(jīng)常會由于軸孔潤滑不好而發(fā)生卡阻，導(dǎo)管內(nèi)磁性浮子會由于爐內(nèi)水中雜質(zhì)而發(fā)生運(yùn)行受阻的現(xiàn)象，以至于加熱爐水位計每3～5 d就要拆卸清理內(nèi)部沉積物。

1 應(yīng)對措施

如何避免水位計堵塞和減少對發(fā)生堵塞的水位計進(jìn)行清理的工時，從而實(shí)現(xiàn)真實(shí)監(jiān)測爐體水位，減輕員工勞動強(qiáng)度目的，利用PDCA過程控制方法，明確了問題結(jié)癥，由癥結(jié)入手分析了主要原因，制定了應(yīng)對對策并付諸實(shí)施。

1.1 擴(kuò)大連通管徑安裝隔離閥門

利用加熱爐檢修期間進(jìn)一步改造水位計的結(jié)構(gòu)，將水位計與爐體之間連通管由原來的φ16 mm更換為φ20 mm的管段，并安裝2個隔離球閥。通過關(guān)閉水位計上下聯(lián)通管上加裝的球閥，實(shí)現(xiàn)水位計與爐體隔離，減小拆卸水位計操作對加熱爐真空度和爐內(nèi)水位的影響。

對于發(fā)生故障堵塞的水位計，可以通過隔離閥隔離拆卸，避免了加熱爐由于拆卸水位計需要停爐、排水的過程；同時，重新回裝水位計以后，也免去了重新加水，再次做真空的現(xiàn)狀，可以有效保障加熱爐不受水位計拆卸的影響。

1.2 水位計本體改造增設(shè)穩(wěn)定缸

通過一段時間的運(yùn)行和現(xiàn)場實(shí)際操作，發(fā)現(xiàn)水位計清理時還需長時間停爐給爐水降溫。于是又提出進(jìn)一步改造方案，拆除了原水位計，通過法蘭連接，在原水位計處安裝1個高600 mm，直徑150 mm主穩(wěn)定缸，增強(qiáng)水位計部分容納雜質(zhì)的能力。同時在缸體下部法蘭外側(cè)安裝2塊活動磁鐵，利用磁性誘導(dǎo)鐵質(zhì)沉降進(jìn)行吸附的原理，讓水中的金屬氧化物在進(jìn)入水位計之前先在主穩(wěn)定缸沉淀，控制減少進(jìn)入水位計雜質(zhì)的數(shù)量。增設(shè)了穩(wěn)定缸以后，大大延長了水位計清理周期，由加裝磁鐵吸附裝置以后的10 d延緩至20 d左右。大部分雜質(zhì)沉淀受磁極吸附的影響，沉積在穩(wěn)定缸內(nèi)，可以有效緩解水位計堵塞的狀況；同時，穩(wěn)定缸還有另外一個優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)水位計堵塞以后，需要拆卸水位計時，穩(wěn)定缸與水位計都帶有隔離閥，拆卸時可將穩(wěn)定缸和水位計隔離，通過穩(wěn)定缸底部放水閥門，將缸內(nèi)爐水放出，不必再像以往清理水位計時需要等爐水降低至安全溫度再操作，大大節(jié)省了水位計沖洗維護(hù)時間。

1.3 對穩(wěn)定缸式水位計重新設(shè)計

針對原廠設(shè)計的單臺水位計故障，決定在穩(wěn)定缸上加裝雙水位計，在主穩(wěn)定缸左、右兩側(cè)各連接1臺磁翻板水位計。當(dāng)1臺水位計出現(xiàn)堵塞隔離拆卸時，開啟另1臺水位計，讓其進(jìn)行工作。這樣沖洗清理水位計的過程將更加安全，不會出現(xiàn)監(jiān)測盲區(qū)，保障了加熱爐的正常運(yùn)行。同時，雙水位并聯(lián)讀數(shù)，還可以擁有多種運(yùn)行方式，小組最終的設(shè)計目標(biāo)是參照壓力容器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中的細(xì)則，使現(xiàn)場指示和儀表信號源取值分開，達(dá)到自控和就地顯示不相互干擾的目的。改造示意圖如圖1所示。

圖1 雙水位計并聯(lián)改造示意圖

1.4 水位計本體加排污閥

為加熱爐水位計本體設(shè)計安裝了排污閥，員工利用手搖泵將清水通過穩(wěn)定缸上沖洗閥，泵進(jìn)水位計穩(wěn)定缸內(nèi)，利用水位計本體上的排污閥將清水排出，達(dá)到?jīng)_洗效果。改造設(shè)備如圖2所示。這樣改造以后，水位計的沖洗清理可不必拆卸，節(jié)省了員工勞動工作量，還可提高水位計的穩(wěn)定性，沖洗水位計的時間也大大縮短。

圖2 水位計本體加裝排污閥改造實(shí)物圖

1.5 利用采暖水改造沖洗流程

設(shè)計了利用采暖水為水位計提供沖洗水的改造流程，在換熱器上部開孔，安裝短接絲扣和閥門。在加熱爐操作間內(nèi)，采暖換熱器上安裝了來水閥，通過軟管將該絲扣和閥門分別與主穩(wěn)定缸沖洗閥門和水位計沖洗閥門連接，實(shí)現(xiàn)正洗、反洗兩種沖洗模式，完全取消了清理水位計時拆解、安裝的工作，極大地降低了勞動強(qiáng)度和設(shè)備損壞率。

2 應(yīng)用效果

經(jīng)過以上一系列的改造，水位計清理周期從3 d逐步延長至3個月。由于改造后的水位計具有沖洗、排污功能，員工通過開關(guān)閥門即可實(shí)現(xiàn)定期沖洗水位計，簡單易行，水位計從未發(fā)生堵塞情況。同時，避免了頻繁拆卸水位計對燃燒器的磕碰，加熱爐本體的損壞程度也大大減小，保證了加熱爐平穩(wěn)運(yùn)行。措施前后對照如表1所示。

改造后的水位計在南一油庫3臺加熱爐上投入運(yùn)行。經(jīng)過2年的運(yùn)行，3臺加熱爐的水位計均可準(zhǔn)確指示爐內(nèi)液位，未發(fā)生過一起由于假水位低報警而停爐現(xiàn)象。

表1 措施前后對照

措施實(shí)施后，收到了較好的節(jié)能效果。一方面，有效節(jié)約了大量加熱爐用水，加熱爐水位計改造應(yīng)用前，沖洗水位計需要先將上層爐水排掉20 cm，方可進(jìn)行水位計拆卸操作，單臺爐單次排水量為1.89 t，按照每5 d拆卸、清理一次水位計計算，單臺水位計一個采暖期270 d，需要拆卸54次，一個采暖期內(nèi)3臺加熱爐共節(jié)約水量為306 t；另一方面，取得了良好節(jié)氣效果，由于避免了加熱爐每次清理水位計重新做真空的步驟，每臺加熱爐可節(jié)省每次做真空消耗96 m3的天然氣用量，一個采暖周期3臺加熱爐需做162次真空，應(yīng)用改造后水位計的3臺加熱爐可節(jié)約天熱氣15 552 m3。

3 結(jié)論

磁翻板水位計堵塞問題一直是制約油田加熱爐平穩(wěn)運(yùn)行的重大安全隱患。大慶油田南一油庫通過大量試驗(yàn)，逐步探索出擴(kuò)大連通管徑并安裝隔離控制閥門、增設(shè)穩(wěn)定缸、實(shí)行雙水位計并聯(lián)讀數(shù)、改造排污沖洗閥門、利用采暖水改造沖洗流程等應(yīng)對措施。實(shí)踐表明，這些應(yīng)對措施切實(shí)解決了油田加熱爐磁翻板水位計堵塞問題，不僅改善了水位計運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)了定期在線沖洗，而且取得了良好的節(jié)能效果，可以在油田加熱爐上進(jìn)行推廣應(yīng)用。

[1]馬衛(wèi)國,孫洪鈺,馮定.油田用加熱爐技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].石油機(jī)械,2006,34（10）:70-71.

[2]許彥博,許鐵,袁國新,等.輸油管道加熱爐技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].油氣儲運(yùn),2009,28（12）:1-3.

[3]王慶峰,王晶巖,李琳,等.加熱爐磁翻板水位計的開發(fā)應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程,2015,20（5）:49-51.

[4]羅萬里.磁翻板液位計的遠(yuǎn)傳原理及其應(yīng)用前景[J].瀘天化科技,2004，27（4）:324-325.

[5]戴祥.磁翻板液位計磁開關(guān)磁化干擾分析[C]//2015年學(xué)術(shù)交流會論文集.北京：中國水力發(fā)電工程學(xué)會信息化專委會、水電控制設(shè)備專委會，2015:51-52.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.12.015

2015-08-22

（編輯 李發(fā)榮）

劉洪瑞，工程師，2006年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院（電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)），現(xiàn)從事科技節(jié)能管理工作，E-mail：liuhongrui@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市薩爾圖區(qū)奔二村大慶油田儲運(yùn)銷售分公司，163411。