酸硫裝置玻璃板液位計泄漏原因分析

崔云龍(中海石油煉化有限責任公司，廣東 惠州 516086)

0 引言

中海油惠州石化有限公司自2009年建成投產以來，脫硫聯合裝置、酸性水汽提裝置、硫磺裝置以及溶劑再生裝置現場玻璃板液位計泄漏較多，影響裝置平穩長周期運行。惠州石化玻璃板液位計玻璃片介質溫度是在180℃以下選用硼硅玻璃，溫度高于這個界限選用鋁硅玻璃，在高溫高壓或有腐蝕性介質工況時，玻璃板液位計采用鋁硅玻璃并內襯云母片，能確保在玻璃板液位計在惡劣工況下長期、穩定、可靠的運行，同時玻璃板液位計生產廠家嚴格按照設計院出具的設計規格書選型，在實際工況和設計工況偏差不大的情況下玻璃板泄漏次數理論上應該不多見。

1 惠州石化玻璃板液位故障現象

(1)2018年煉油四部共發生16次玻璃板液位計泄漏問題；具體情況如表1。

(2)四部二期酸硫裝置玻璃板液位計故障列表，如表2。

對煉油四部的玻璃板液位計故障情況做了統計分析，故障基本分為三類：1、蒸汽汽包液位計，2、測量氨液、除氧水等堿性介質液位的液位計，3、其他部位的液位計。液位計主要故障現象：在液位波動的位置云母片破損，進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。查閱相關資料發現鋁硅玻璃組成選用Li20-Al2O3-SiO2系統，Al2O3和SiO2的含量很高，具有較好的化學穩定性、電絕緣性、機械強度以及較低的熱膨脹系數，較之傳統的鈉鈣玻璃有更好的物理、化學特性，但缺點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，可出現鈉長石、黝簾石及硬綠泥石等，石榴石富含Fe和Mg，多硅白云母中的Si可達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，具有極強的耐腐蝕及耐高溫性能，但缺點是易脆裂，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、抗腐蝕性能相對天然云母較差。

表1 四部一期酸硫裝置玻璃板液位計故障列表

表2 四部二期酸硫裝置玻璃板液位計故障列表

2 惠州石化玻璃板液位計泄漏原因分析：

2.1 玻璃板液位計廠家原材料產品質量和裝配工藝水平差強人易

(1)四部二期135單元溶劑再生裝置2017年10月建成順利投產，135-C-301堿液再生塔玻璃板液位計135-LG-30301B于2018年3月出現滲漏，拆卸玻璃板后發現玻璃片局部有破損，同時發現云母片與玻璃板支架之間選用的是石墨緩沖墊，墊片類型使用錯誤，應使用金屬石墨墊，在更換新的玻璃片和金屬石墨墊后投用正常。(2)135單元貧氨液系統玻璃板液位計135-LG-10502于2018年8月出現泄漏，拆卸玻璃板液位計后發現金屬石墨墊片縮短變形，存在分層錯位下移現象，金屬石墨墊密封不嚴導致工藝介質泄漏。(3)玻璃板液位計常規裝配圖如圖1。

圖1 玻璃板液位計常規裝配圖

玻璃板液位計裝配云母片時通常選用雙層云母片，云母片厚度應大于0.2mm，工作壓力在12MPA以上時云母片厚度應在0.6～0.8mm之間，而實際拆卸玻璃板液位計時發現廠家裝配的云母片比較薄，現場使用游標卡尺測量厚度為0.2mm，且選用單層云母片，抗高溫變形和腐蝕性能較差。

2.2 環境溫度變化影響

玻璃板液位計均是露天安裝，大部分沒有遮擋，防雨隔熱效果較差，同時由于惠州石化處于沿海地區，降雨量和降雨頻次較多，對于高溫高壓玻璃板液位計表體易產生冷熱交變應力，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，當玻璃片壓蓋產生冷熱交變應力時易導致云母片變形破裂，進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

常規玻璃板液位計更換故障玻璃板時要注意以下方面：(1)將玻璃板液位計上的螺栓螺母拆下來，按順序卸下壓蓋、墊片、玻璃板和云母片(腐蝕性介質、高溫高壓的液位計才有云母片，其它沒有云母片)；(2)將液位計上灰塵、油跡清潔干凈；(3)將液位計上的銹跡除掉；(4)將液位計上密封窗內密封墊的殘留物除掉，要注意不能損壞密封表面；(5)對密封面進行修整，使其表面粗糙度達到要求；(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、高溫高壓的液位計有云母片，其它沒有云母片)、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，緊固順序見圖2，緊固時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

玻璃板泄漏次數與維護人員檢修技術水平有較大關系，主要表現在以下兩個方面：(1)在現場實際更換液位計玻璃片以及相關密封組件時，時常存在不按規定力矩緊固壓蓋螺栓的現象，由于儀表檢修人員力矩扳手數量較少，螺栓緊固力矩主要憑維修人員經驗，部分螺栓緊固力矩達不到標準要求。(2)更換完備件重新投用玻璃板速度較快，表體溫升較快，液位計冷熱交變應力較大，同時不及時熱緊螺栓，增加了液位計泄漏的概率。

2.4 工藝操作工況變化以及工藝介質性質變化影響

(1)工藝專業在裝置開停工階段需要使用1.0MPA、200℃蒸汽對各塔、罐、管線進行吹掃、氣密、試壓，安裝在酸硫裝置各塔、罐上的玻璃板液位計大部分不耐高溫，不能長時間使用蒸汽吹掃，故工藝專業在吹掃、氣密、試壓工藝流程時需要及時關閉玻璃板液位計一次閥。但在實際操作過程中存在工藝專業與儀表專業配合溝通不到位，導致玻璃板液位計一次閥不能及時關閉。(2)酸硫裝置主要作用是脫除上游裝置過來的干氣、液化氣、汽油、酸性水內的硫化氫、硫醇、氨氣等雜質，由于原油中硫、氨等雜質含量波動較大，酸硫裝置需要根據上游裝置過來的硫化氫，硫醇含量的大小不斷調整氨液、堿液循環量及濃度，以達到產品合格的目的。各塔、罐內氨液和堿液循環量、濃度、溫度、壓力等實際工況與設計工況存在一定的偏差，加速玻璃板液位計的腐蝕老化速度。

3 防止措施

(1)加強玻璃板液位計產品質量的把控，通常情況下裝置內各類塔、罐至少安裝兩臺玻璃板液位計，在確認玻璃板液位計生產廠家嚴格按照設計規格書選型的前提下可在同一工況下安裝兩臺不同廠家生產的玻璃板液位計，通過實際應用效果選用產品質量較好的玻璃板液位計廠家。(2)增加高溫高壓工況下玻璃板液位計的隔熱保溫和防雨防潮措施，減少液位計表體產生的冷熱交變應力對液位計的影響。(3)提高儀表維保人員的檢修技能，嚴格按照玻璃板液位計的檢修方案維修保養液位計。(4)跟蹤分析工藝生產工況，對于安裝在設計工況與實際工況長期偏差較大部位的玻璃板液位計及時重新選型，選用滿足生產要求的玻璃板液位計。

4 結語

隨著裝置長周期運行，檢修玻璃板液位計時還需注意檢查玻璃板支架以及壓蓋是否老化變形開裂，備品配件的入庫驗收是否完好，云母片厚薄是否均勻，螺栓是否變形等細節，以達到減少泄漏次數，降低維護費用的目的。