公司現(xiàn)有輕油裝車(chē)鶴管152臺(tái),分布在臺(tái)一至臺(tái)五。分別承擔(dān)著石腦油、汽油、航煤、柴油、三苯等鐵路槽車(chē)的充裝任務(wù)。高液位報(bào)警器是裝車(chē)鶴管的配套設(shè)施,每一臺(tái)鶴管安裝一套高液位報(bào)警器。作為防溢流設(shè)備,高液位報(bào)警器在裝油安全生產(chǎn)中發(fā)揮著重大作用。但現(xiàn)用高液位報(bào)警器使用環(huán)境差,探頭部位經(jīng)常受油品侵蝕、擠壓和彎曲,在實(shí)際應(yīng)用中暴露出很多問(wèn)題,故障率高,使用壽命短。高液位控制系統(tǒng)的故障,使生產(chǎn)操作很被動(dòng),造成錯(cuò)開(kāi)槽車(chē)口人工看車(chē),一方面揮發(fā)的油氣污染環(huán)境和危害作業(yè)人員的健康,形成火災(zāi)爆炸危害;另一方面裝油控制缺少防溢流設(shè)施,給裝油生產(chǎn)安全帶來(lái)很大危害。

經(jīng)過(guò)前期大量調(diào)研工作發(fā)現(xiàn)對(duì)石化行業(yè)輕質(zhì)油槽車(chē)裝油高液位控制目前還沒(méi)有找到一種可靠的輕油槽車(chē)高液位控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)使用的高液位開(kāi)關(guān)的檢測(cè)部分一般為干簧管式、電容式或阻容式,探頭部分都有電流信號(hào),雖加裝了安全柵,但沒(méi)有解決在探頭損壞的情況下,探頭帶電的問(wèn)題。由于控制系統(tǒng)探頭伸入到槽車(chē)內(nèi)部,探頭帶電就有可能產(chǎn)生電氣火花,點(diǎn)燃槽車(chē)內(nèi)油氣,引起火災(zāi)爆炸。目前運(yùn)用的光纖式液面檢測(cè)裝置,在探頭部分采用光信號(hào)檢測(cè)液面高度,可以做到現(xiàn)場(chǎng)無(wú)電檢測(cè),符合防燃、防爆要求,但光纖不耐腐蝕,并且可維修性差。因此,分析當(dāng)前高液位報(bào)警器故障原因,有針對(duì)性的采取改進(jìn)措施,成為輕質(zhì)油槽車(chē)裝油安全環(huán)保管理的重要課題。

光纖液位報(bào)警器是利用光的折射和反射原理實(shí)現(xiàn)液位定點(diǎn)檢測(cè),其主要結(jié)構(gòu)由光纖探頭、機(jī)械密封層、光電轉(zhuǎn)換器和防爆接線盒等組成。整體結(jié)構(gòu)具有體積小、重量輕、使用性能好等特點(diǎn),是一種集光、機(jī)、電于一體的設(shè)備。

光纖探頭采用顯微加工技術(shù)將光纖加工成一種特殊形狀,利用空氣和被測(cè)介質(zhì)的不同折射率,達(dá)到準(zhǔn)確檢測(cè)液位的目的。當(dāng)光從高折射率物質(zhì)進(jìn)入低折射率物質(zhì)時(shí),會(huì)出現(xiàn)全反射現(xiàn)象。當(dāng)系統(tǒng)有光時(shí)輸出開(kāi)路(閉路)信號(hào),當(dāng)回光低于設(shè)定值時(shí)輸出閉路(或開(kāi)路)信號(hào),此無(wú)源開(kāi)關(guān)信號(hào)傳給上級(jí)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制管理。

液面信號(hào)器內(nèi)的發(fā)光二極管給出光信號(hào)經(jīng)光纖進(jìn)入探頭。槽車(chē)內(nèi)的介質(zhì)液面上升到一定液位時(shí)探險(xiǎn)頭內(nèi)的浮球擋住光信號(hào)使得光敏二極管接收不到光信號(hào)。處理器內(nèi)的繼電器閉合,給控制系統(tǒng)一個(gè)報(bào)警信號(hào)產(chǎn)生高報(bào)動(dòng)作,從而關(guān)閥,結(jié)束裝車(chē)。

當(dāng)槽車(chē)內(nèi)的介質(zhì)液面在正常液位時(shí),探頭內(nèi)的浮球不浮起,擋不住光信號(hào),使得光敏二極管能夠接收到正常信號(hào),處理器內(nèi)的繼電器斷開(kāi),不產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。鶴管處于正常裝車(chē)狀態(tài)。

高液位報(bào)警器結(jié)構(gòu)如圖2所示:

從統(tǒng)計(jì)情況可以看出:臺(tái)一三苯鶴位是高報(bào)故障高發(fā)區(qū),故障率達(dá)50%以上。臺(tái)二、臺(tái)三鶴位故障率為20%。

對(duì)2014年高液位報(bào)警器維修臺(tái)賬進(jìn)行分析,經(jīng)常出現(xiàn)以下現(xiàn)象:

1)無(wú)高報(bào)信號(hào)。即在高液位檢測(cè)時(shí),無(wú)高報(bào)信號(hào),不自動(dòng)關(guān)閥。當(dāng)高報(bào)出現(xiàn)故障時(shí),高液位報(bào)警器不動(dòng)作,導(dǎo)致槽車(chē)液位過(guò)高或造成冒車(chē)事故。

2)誤高報(bào)或高報(bào)不復(fù)位。誤高報(bào),即在裝車(chē)過(guò)程中,不該發(fā)出高報(bào)信號(hào)時(shí)發(fā)出高報(bào)信號(hào),提前結(jié)束裝車(chē)作業(yè)。高報(bào)不復(fù)位,即在一次高報(bào)信號(hào)發(fā)出結(jié)束裝車(chē)后,小鶴管始終處于高報(bào)狀態(tài),無(wú)法再次打開(kāi)裝油閥,進(jìn)行下一次裝車(chē)作業(yè)。正常情況下,裝車(chē)過(guò)程中在槽車(chē)未裝或未裝滿時(shí)誤高報(bào)后,臺(tái)位或中控室操作人員將該?dān)Q位復(fù)位,重新錄入后可以直接開(kāi)閥繼續(xù)裝車(chē),不影響該?dān)Q位成品油的正常充裝。但現(xiàn)在的高報(bào)狀況為,只要出現(xiàn)一次高報(bào)后,不論是臺(tái)位人員還是中控室人員均不能將其復(fù)位,該高報(bào)故障鶴位的閥不能正常開(kāi)啟,最終導(dǎo)致此車(chē)不裝或裝半車(chē)下次再補(bǔ)裝,為不影響油品出廠,崗位職工只能通過(guò)手動(dòng)開(kāi)閥裝車(chē)。

1)臺(tái)一三苯高報(bào)故障率高的主要原因:a.冬季氣溫低,苯的凝點(diǎn)為5℃,為確保苯裝車(chē)出廠加設(shè)蒸汽伴熱,但蒸汽溫度高造成高液位報(bào)警器性能降低,壽命減少。b.高報(bào)探頭抗腐蝕性差,特別是在苯及石腦油具有腐蝕性的介質(zhì)中使用時(shí),損壞高報(bào)探頭。

2)無(wú)高報(bào)信號(hào)原因:a.高報(bào)探頭抗擠壓和沖擊性差,在裝車(chē)時(shí),由于裝車(chē)氣動(dòng)閥開(kāi)啟時(shí)有振動(dòng),造成接口松動(dòng)后,光信號(hào)中斷減弱。b.油氣腐蝕光纖,使光纖發(fā)龜裂,光纖信號(hào)無(wú)法傳輸,形成光路中斷,造成高液位報(bào)警信號(hào)失靈。c.報(bào)警器探頭內(nèi)的大浮球、小浮球上的磁性鋼片脫落或大浮球卡住不能浮起,無(wú)法擋住光信號(hào)。

3)誤高報(bào)或高報(bào)不復(fù)位的原因:a.在下小鶴管過(guò)程振動(dòng)或碰撞高液位報(bào)警探頭,導(dǎo)致一次高液位報(bào)警動(dòng)作。b.密封室密封不嚴(yán),裝油過(guò)程中產(chǎn)生的油氣,進(jìn)入密封室,造成光信號(hào)減弱,光敏三極管檢測(cè)不到光信號(hào),造成提前高液位報(bào)警。c.上次高報(bào)后,小浮球卡在擋住光纖信號(hào)的位置或者大浮球沒(méi)有回落造成小浮球處在相同位置。c.光纖斷裂引起光信號(hào)無(wú)法傳送。

1)在操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)程操作,先下小鶴管,再給信號(hào),升降小鶴管時(shí)不能碰撞高報(bào)。

2)改進(jìn)臺(tái)二、臺(tái)三鶴管密封蓋高報(bào)穿孔,避免鶴管維修時(shí)高報(bào)光纖從保護(hù)套管來(lái)回抽離,損壞光纖。

3)采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù),將三苯高報(bào)探頭光纖進(jìn)行全面隔離處理,在光纖液位探頭表面涂上一層納米涂層,當(dāng)進(jìn)行液位檢測(cè)時(shí),光纖液位探頭并未直接與液體接觸,而是由納米涂層直接與液體接觸,進(jìn)行信號(hào)傳輸,使高液位報(bào)警器具有很強(qiáng)的耐腐蝕性和耐蒸汽性。

4)浮子卡阻是高報(bào)探頭的一大缺陷,制約了探頭的穩(wěn)定性。目前,國(guó)內(nèi)先進(jìn)的技術(shù)是采用全反射原理,將光纖液位探頭做成三棱鏡形式,可以完全杜絕因浮子卡阻造成高液位報(bào)警器工作不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

5)安裝時(shí),光纖液位探頭用保護(hù)管進(jìn)行保護(hù),防止光纖液位探頭在操作時(shí)受到擠壓和沖擊。

通過(guò)裝車(chē)過(guò)程中高液位報(bào)警器準(zhǔn)確捕捉高液位信號(hào),并達(dá)到無(wú)條件關(guān)閥,消除高液位報(bào)警器故障導(dǎo)致的超欠裝車(chē),避免裝車(chē)事故發(fā)生,提高空車(chē)?yán)寐省⒀b車(chē)達(dá)標(biāo)率。

解決高報(bào)探頭穩(wěn)定性差、光纖易損壞、不耐腐蝕以及抗擠壓等問(wèn)題,確保高報(bào)正常投用,提高高報(bào)的使用壽命和穩(wěn)定性,提高經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保安全裝車(chē)。高液位報(bào)警器主要有三大部分,光纖、光電轉(zhuǎn)換器、高液位探頭,其中,最昂貴的部分是光纖,其次為光電轉(zhuǎn)換器,所以對(duì)高液位探頭進(jìn)行改造,避免因高液位報(bào)警器故障購(gòu)買(mǎi)整臺(tái)高液位報(bào)警器進(jìn)行更換的結(jié)果。一套高液位報(bào)警器價(jià)值按7 000元計(jì)算,全年因高液位報(bào)警器故障需更換的約30套,維護(hù)費(fèi)用約21萬(wàn)元,節(jié)約了設(shè)備維修的材料成本。

高液位報(bào)警器故障率的降低,有效避免了生產(chǎn)操作被動(dòng),減少因高液位報(bào)警器故障崗位人員須錯(cuò)開(kāi)槽車(chē)口人工看車(chē),避免揮發(fā)的油氣污染環(huán)境和危害作業(yè)人員的健康,形成火災(zāi)爆炸危害,降低崗位人員勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度。