煉油企業(yè)的生產(chǎn)工段中的減壓蒸餾裝置通常采用抽真空的方法來降低減壓塔的操作壓力。這種常減壓蒸餾裝置減壓塔抽真空系統(tǒng)主要由兩級(jí)射汽抽氣器、冷凝器、真空機(jī)組及相應(yīng)連接管道組成，整個(gè)設(shè)備包含水環(huán)式真空泵機(jī)組，主體設(shè)備為水環(huán)式真空泵。真空泵氣液分離器液位控制系統(tǒng)由磁翻板液位計(jì)、液位開關(guān)和電磁閥組成，其對(duì)于真空泵正常運(yùn)行發(fā)揮著十分重要的作用，直接影響減壓抽真空效果。按照工藝要求，分離器液位應(yīng)在中間水位，過高或過低均會(huì)影響抽真空效果。
 
       設(shè)備投用以來，出現(xiàn)減頂真空泵液位控制系統(tǒng)存在控制偏差大、設(shè)備故障多、控制失靈現(xiàn)象頻生等種種問題，已經(jīng)到了不能滿足工藝要求，經(jīng)常性需要人為進(jìn)行調(diào)整，控制系統(tǒng)的**度嚴(yán)重失準(zhǔn)，嚴(yán)重影響裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。2011年8月大檢修時(shí)，針對(duì)分離器液位控制系統(tǒng)的液位測(cè)量不準(zhǔn)、電磁閥膜片腐蝕、液位開關(guān)控制失靈等問題，開展了系統(tǒng)的升級(jí)改造，將改造后由磁翻板液位計(jì)組成的一套液位控制系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)，經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)5年的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果表明：液位控制得到有效優(yōu)化，降低了系統(tǒng)故障率，提高了自控水平，確保了生產(chǎn)裝置的長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行。
 
　　1  液位控制系統(tǒng)工藝現(xiàn)狀及其問題
　　水環(huán)式真空泵機(jī)組由水環(huán)式真空泵、氣液分離器、冷卻器及內(nèi)部連接管道組成（圖1），為閉式循環(huán)機(jī)組。減頂氣、工作水經(jīng)真空泵輸送至氣液分離器，分離后的氣體自分離器頂排出，水在壓差作用下經(jīng)冷卻后重新進(jìn)入真空泵，工作水可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。
　　水環(huán)式真空泵啟動(dòng)前必須灌注工作液，若未灌注工作液，泵不具備抽真空能力（但不會(huì)造成機(jī)械損壞）；過多的工作液會(huì)增加起動(dòng)負(fù)荷，以至于負(fù)荷過重，不能正常起動(dòng)；工作液不足會(huì)導(dǎo)致抽真空能力下降。
減頂氣通常含有蒸汽，可能有凝結(jié)水析出而使分離器液位上升，導(dǎo)致真空泵電動(dòng)機(jī)功率增加。

 
　　1.1  液位控制系統(tǒng)現(xiàn)狀
真空泵液位控制系統(tǒng)由磁翻板液位計(jì)、液位限位開關(guān)和電磁閥組成。通過捆扎安裝于磁翻板液位計(jì)筒體上的3個(gè)接近開關(guān)分別檢測(cè)液位的低位、正常位和高位，以控制補(bǔ)水線上和排水線上的電磁閥動(dòng)作，確保分離器液位始終維持在正常位置附近（圖2）。當(dāng)液位在①位置時(shí)，低點(diǎn)液位開關(guān)動(dòng)作（觸點(diǎn)由閉合變?yōu)閿嚅_），入口電磁閥通電開啟，開始補(bǔ)水；液位在①～②之間時(shí)，低點(diǎn)液位開關(guān)觸點(diǎn)閉合，入口電磁閥仍通電開啟；液位升至②位置時(shí)，正常液位開關(guān)動(dòng)作（觸點(diǎn)由斷開變?yōu)殚]合），入口電磁閥斷電關(guān)閉，停止補(bǔ)水；液位在②～③之間時(shí)，正常液位開關(guān)觸點(diǎn)斷開；液位升至③位置時(shí)，高限液位開關(guān)動(dòng)作（觸點(diǎn)由斷開變?yōu)殚]合），出口電磁閥通電開啟，開始排水；液位降至③～②之間時(shí)，高限液位開關(guān)觸點(diǎn)斷開，出口電磁閥仍通電開啟；液位降至②位置時(shí)，正常液位開關(guān)動(dòng)作（觸點(diǎn)由斷開變?yōu)殚]合），出口電磁閥斷電關(guān)閉，停止排水；液位在②～①之間時(shí)，正常液位開關(guān)觸點(diǎn)斷開；液位低至①位置時(shí)，低點(diǎn)液位開關(guān)動(dòng)作（觸點(diǎn)由閉合變?yōu)閿嚅_），入口電磁閥通電開啟，開始補(bǔ)水。整個(gè)控制過程不斷往復(fù)循環(huán)，以確保液位始終在正常 位置。
 
以P1028A液位控制為例，介紹補(bǔ)、排水過程中相關(guān)儀表的工作狀態(tài)（表1）。液位在①～②、②～③和③～②時(shí)，接近開關(guān)的狀態(tài)一致，無遠(yuǎn)傳指示時(shí)，可能存在液位誤判的情況，在正常位接近開關(guān)（220N）檢測(cè)異常的情況下，更會(huì)使得入口電磁閥（221）或出口電磁閥（222）始終在開戶狀態(tài)，導(dǎo)致液位控制失控，影響真空泵抽真空效果。


 
　　1.2  液位控制系統(tǒng)存在問題
2005年，真空泵氣液分離器液位控制儀表開始投入運(yùn)行，并按照廠方提供的控制方案進(jìn)行液位控制。經(jīng)過多年現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行使用，液位控制系統(tǒng)暴露出控制偏差大、設(shè)備故障多、控制失靈現(xiàn)象頻生等問題，嚴(yán)重影響減壓裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行，尤其在減壓裝置加工負(fù)荷較大時(shí)，液位控制不穩(wěn)定造成真空泵跳停或排氣溫度過高，進(jìn)而導(dǎo)致減壓裝置工藝控制波動(dòng)較大。
 
　　1.2.1 
　　磁翻板液位計(jì)
磁翻板液位計(jì)為現(xiàn)場(chǎng)就地顯示儀表，液位數(shù)據(jù)（范圍值而非確定值）需要操作人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，而控制室DCS畫面上無實(shí)際液位顯示，致使內(nèi)操人員無法準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際液位。
 
　　1.2.2 
　　液位開關(guān)
液位檢測(cè)點(diǎn)有3個(gè)磁感應(yīng)液位開關(guān)，用箍圈固定于磁翻板液位計(jì)的外筒壁上，固定位置決定著液位測(cè)量點(diǎn)位置。在實(shí)際使用中非接觸檢測(cè)靈敏度受磁翻板液位計(jì)浮子本體清潔度的影響，加之液位開關(guān)通過扎帶固定于磁翻板液位計(jì)筒體上，接觸面小，受設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)影響，無觸點(diǎn)接觸偶爾會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)滯后，影響反應(yīng)速度，輸出錯(cuò)誤信號(hào)，導(dǎo)致電磁閥無法關(guān)閉或打開。接近開關(guān)端子絕緣不佳，拆接線已損壞絕緣，導(dǎo)致輸出信號(hào)線接地，輸出信號(hào)始終為閉合狀態(tài)，導(dǎo)致液位控制失靈。液位補(bǔ)排水系統(tǒng)液位檢測(cè)由磁翻板液位計(jì)上安裝的3個(gè)接近開關(guān)實(shí)現(xiàn)，測(cè)量點(diǎn)過多，對(duì)3個(gè)接近開關(guān)整體完好性要求較高，如果有一個(gè)液位開關(guān)出現(xiàn)問題就會(huì)造成液位失靈無法控制。


 
　　1.3  電磁閥
電磁閥為直動(dòng)式彈簧壓膜片電磁閥，膜片材質(zhì)為橡膠夾布，具有雙面受壓承載、雙面同等受壓面、低磁滯、無黏滑效果。膜片直接影響電磁閥的流通能力，當(dāng)補(bǔ)水水質(zhì)不佳或有較多雜質(zhì)時(shí)，雜質(zhì)會(huì)在膜片上、下面堆積，造成閥體內(nèi)平衡孔堵塞，影響膜片密封效果；長(zhǎng)期堆積的雜質(zhì)會(huì)腐蝕和磨蝕膜片，使膜片老化，縮短膜片使用壽命，造成電磁閥泄漏或無法開啟，因此，電磁閥在使用一段時(shí)間后必須進(jìn)行解體清理膜片。電磁閥的彈簧也會(huì)隨服役時(shí)間的延長(zhǎng)而出現(xiàn)彈力不足的情況，導(dǎo)致電磁閥無法正常開關(guān)。通常每年需多次更換電磁閥，此外電磁閥也無遠(yuǎn)傳手動(dòng)控制功能。
 
　　2  真空泵液位控制系統(tǒng)改造
針對(duì)上述液位控制系統(tǒng)的問題，為準(zhǔn)確高效地進(jìn)行分離器液位控制，降低儀表材料消耗和故障率，決定對(duì)液位補(bǔ)排水系統(tǒng)進(jìn)行改造（表2）：


①鑒于分離器無多余儀表安裝預(yù)留位置，因此，將磁翻板液位計(jì)改為帶遠(yuǎn)傳4～20m A信號(hào)輸出的磁翻板液位計(jì)，在原安裝位置安裝；
② 取消液位開關(guān)，保留原信號(hào)線，其功能由磁翻板液位計(jì)輸出實(shí)現(xiàn)；
③更換電磁閥，選裝氣動(dòng)球閥，將電磁閥作為球閥控制元件，增加遠(yuǎn)傳控制功能；④ 敷設(shè)氣源管路至氣動(dòng)球閥，儀表信號(hào)線纜利原液位開關(guān)線纜。
改造后液位①、②、③均由系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置，為保證補(bǔ)排水液位保持在液位計(jì)中間位置，入口及出口氣缸閥相應(yīng)動(dòng)作（圖3）。液位低至①位置時(shí)，入口補(bǔ)水氣缸球閥（由氣源電磁閥控制）帶電打開，開始補(bǔ)水；液位在①、②之間時(shí)，入口氣缸球閥仍帶電打開補(bǔ)水；液位升至②位置時(shí)，入口補(bǔ)水氣缸球閥失電關(guān)改造后液位①、②、③均由系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置，為保證補(bǔ)排水液位保持在液位計(jì)中間位置，入口及出口氣缸閥相應(yīng)動(dòng)作（圖3）。

液位低至①位置時(shí)，入口補(bǔ)水氣缸球閥（由氣源電磁閥控制）帶電打開，開始補(bǔ)水；液位在①、②之間時(shí)，入口氣缸球閥仍帶電打開補(bǔ)水；液位升至②位置時(shí)，入口補(bǔ)水氣缸球閥失電關(guān)開始排水；液位降至③、②之間時(shí)，出口氣缸球閥仍帶電排水；液位降至②時(shí)，出口氣缸球閥失電，停止排水；液位降至②、①之間時(shí)，出、入口氣缸球閥仍失電關(guān)閉，液位降至①位置時(shí)，入口氣缸球閥帶電打開，開始補(bǔ)水。整個(gè)控制過程不斷往復(fù)循環(huán)，確保液位始終在正常位置。
 
　　3  改造前后液位控制效果對(duì)比
通過以上改造后，基本上排除了原液位控制儀表的弊端，使液位控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確以及維護(hù)量少的目的，保證了真空泵的長(zhǎng)周期運(yùn)行。通過兩個(gè)檢修周期的運(yùn)行，獲得了工藝區(qū)塊工作人員的肯定（表3）。
 

　　4  結(jié)論
　　磁翻板液位計(jì)和2個(gè)小型氣缸球閥(由氣路電磁閥控制)組成的液位控制系統(tǒng)，控制點(diǎn)更加準(zhǔn)確有效，閥門的故障率明顯降低，同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。2011年檢修改造至今，液位控制系統(tǒng)使用穩(wěn)定，效果明顯。改造后的磁翻板液位計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確，小型氣缸球閥控制動(dòng)作靈敏有效，液位始終維持在50%～55%，滿足工藝控制要求。

上一條：抗干擾型磁翻板液位計(jì)改造方案與投產(chǎn)情況分析
下一條：如何正確選擇循環(huán)水裝置的流量計(jì)、液位計(jì)等自動(dòng)化控制儀表