引言

        加熱爐是油田勘探開發(fā)到原油儲(chǔ)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(cái)產(chǎn)的危險(xiǎn)性，其安全運(yùn)行尤為重要[1]。水位計(jì)是加熱爐三大安全附件之一，反映爐內(nèi)水位實(shí)時(shí)波動(dòng)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(jì)的準(zhǔn)確、靈敏和可靠，水位計(jì)的失靈、失準(zhǔn)，會(huì)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(jì)的顯示機(jī)構(gòu)為磁翻板水位計(jì)，水位計(jì)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(shí)，水位計(jì)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(dòng)紅、白磁翻柱翻轉(zhuǎn)180°；有液位時(shí)轉(zhuǎn)示紅色，無液位時(shí)轉(zhuǎn)示白色[5]。而加熱爐水位計(jì)的磁翻柱經(jīng)常會(huì)由于軸孔潤滑不好而發(fā)生卡阻，導(dǎo)管內(nèi)磁性浮子會(huì)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(jì)每3~5d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(jì)堵塞和減少對發(fā)生堵塞的水位計(jì)進(jìn)行清理的工時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)真實(shí)監(jiān)測爐體水位，減輕員工勞動(dòng)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(jì)的結(jié)構(gòu)，將水位計(jì)與爐體之間連通管由原來的φ16mm更換為φ20mm的管段，并安裝2個(gè)隔離球閥。通過關(guān)閉水位計(jì)上下聯(lián)通管上加裝的球閥，實(shí)現(xiàn)水位計(jì)與爐體隔離，減小拆卸水位計(jì)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(jì)，可以通過隔離閥隔離拆卸，避免了加熱爐由于拆卸水位計(jì)需要停爐、排水的過程；同時(shí)，重新回裝水位計(jì)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(jì)拆卸的影響。

 

1.2水位計(jì)本體改造增設(shè)穩(wěn)定缸

        通過一段時(shí)間的運(yùn)行和現(xiàn)場實(shí)際操作，發(fā)現(xiàn)水位計(jì)清理時(shí)還需長時(shí)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(jì)，通過法蘭連接，在原水位計(jì)處安裝1個(gè)高600mm，直徑150mm主穩(wěn)定缸，增強(qiáng)水位計(jì)部分容納雜質(zhì)的能力。同時(shí)在缸體下部法蘭外側(cè)安裝2塊活動(dòng)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(jì)之前先在主穩(wěn)定缸沉淀，控制減少進(jìn)入水位計(jì)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(jì)清理周期，由加裝磁鐵吸附裝置以后的10d延緩至20d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(jì)堵塞的狀況；同時(shí)，穩(wěn)定缸還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)水位計(jì)堵塞以后，需要拆卸水位計(jì)時(shí)，穩(wěn)定缸與水位計(jì)都帶有隔離閥，拆卸時(shí)可將穩(wěn)定缸和水位計(jì)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(jì)時(shí)需要等爐水降低至安全溫度再操作，大大節(jié)省了水位計(jì)沖洗維護(hù)時(shí)間。

 

1.3對穩(wěn)定缸式水位計(jì)重新設(shè)計(jì)

        針對原廠設(shè)計(jì)的單臺(tái)水位計(jì)故障，決定在穩(wěn)定缸上加裝雙水位計(jì)，在主穩(wěn)定缸左、右兩側(cè)各連接1臺(tái)磁翻板水位計(jì)。當(dāng)1臺(tái)水位計(jì)出現(xiàn)堵塞隔離拆卸時(shí)，開啟另1臺(tái)水位計(jì)，讓其進(jìn)行工作。這樣沖洗清理水位計(jì)的過程將更加安全，不會(huì)出現(xiàn)監(jiān)測盲區(qū)，保障了加熱爐的正常運(yùn)行。同時(shí)，雙水位并聯(lián)讀數(shù)，還可以擁有多種運(yùn)行方式，小組zui終的設(shè)計(jì)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。

1.4水位計(jì)本體加排污閥

        為加熱爐水位計(jì)本體設(shè)計(jì)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(jì)穩(wěn)定缸內(nèi)，利用水位計(jì)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(jì)的沖洗清理可不必拆卸，節(jié)省了員工勞動(dòng)工作量，還可提高水位計(jì)的穩(wěn)定性，沖洗水位計(jì)的時(shí)間也大大縮短。

1.5利用采暖水改造沖洗流程

        設(shè)計(jì)了利用采暖水為水位計(jì)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(jì)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(jì)時(shí)拆解、安裝的工作，極大地降低了勞動(dòng)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(jì)清理周期從3d逐步延長至3個(gè)月。由于改造后的水位計(jì)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(jì)，簡單易行，水位計(jì)從未發(fā)生堵塞情況。同時(shí)，避免了頻繁拆卸水位計(jì)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(jì)在南一油庫3臺(tái)加熱爐上投入運(yùn)行。經(jīng)過2年的運(yùn)行，3臺(tái)加熱爐的水位計(jì)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(bào)警而停爐現(xiàn)象。

 

        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(jì)改造應(yīng)用前，沖洗水位計(jì)需要先將上層爐水排掉20cm，方可進(jìn)行水位計(jì)拆卸操作，單臺(tái)爐單次排水量為1.89t，按照每5d拆卸、清理一次水位計(jì)計(jì)算，單臺(tái)水位計(jì)一個(gè)采暖期270d，需要拆卸54次，一個(gè)采暖期內(nèi)3臺(tái)加熱爐共節(jié)約水量為306t；

 

        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(jì)重新做真空的步驟，每臺(tái)加熱爐可節(jié)省每次做真空消耗96m3的天然氣用量，一個(gè)采暖周期3臺(tái)加熱爐需做162次真空，應(yīng)用改造后水位計(jì)的3臺(tái)加熱爐可節(jié)約天熱氣15552m3。

 

3結(jié)論

        磁翻板水位計(jì)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(jì)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(jì)堵塞問題，不僅改善了水位計(jì)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。