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燒堿專用液位計在液氯生產中的使用案例分析探討
一、本文概述
液位與流量的控制與測量在工業生產中有著非常重要的地位，氯堿生產中液體物料的液位顯示也是如此。尤其在液氯的生產中，由于液氯計量槽的頻繁改換及液氯包裝槽的頻繁灌裝，液氯液位的指示就顯得更為重要。并且因為液氯是劇毒物質，必須做到嚴格的防泄漏，防止對人身造成傷害。因此，液面顯示裝置的安全可靠性特別重要。作為魯西南地區**的大型氯堿企業，公司主產品燒堿的生產能力為5萬t/a,另有鹽酸、液氯、聚氯乙烯、氯化苯、漂粉精、氯化石蠟等氯產品。生產中的大量的過程品和產成品在生產儲存過程中都需要液位測量。1993年以前，公司在液氯生產中是用結霜式鋼管液面計來顯示液氯液面的，其液面判斷方式是以鋼管外表面的結霜位置來判斷容器內液氯的液面。雖然液面計有著安全可靠，拆卸方便的優點。但是液面顯示不十分準確卻是硬傷，僅靠鋼管外表面的結霜情況來判斷液面精確度非常差。因此，急需一種新型的安全可靠且液面顯示準確醒目的液面顯示器用于液氯的生產中。
1991年初化工部在廣州召開的氯堿行業安全協作組座談會上，推薦使用燒堿專用液位計于液氯生產。此液位顯示器是化工部化工勞動保護研究所為防止液氯貯槽超裝、泄漏造成重大中毒事故而研制的。該液位顯示器已于1991年12月通過化工部組織的技術鑒定，作為一項技術成果向**化工行業推廣。本文則是針對于本公司在燒堿專用液位計實際使用過程中案例加以分析說明，希望對各位同行的儀表的選購有所借鑒。
二、燒堿專用液位計的結構、工作原理及使用特點
2.1燒堿專用液位計的結構
燒堿專用液位計共有三部分組成:非磁性材料立管、磁性浮子及磁性顯示翻板。其中非磁性材料立管一般采用不銹鋼管或欽鋼管，其長度要略長于需要監控的液面高度;磁性浮F外殼系用薄不銹鋼板焊制而成，內鑲嵌強磁鐵棒，磁性浮子放在立管內;磁性顯示翻板用卡環固定在立管外側，立管上、下兩端用法蘭蓋封死，在立管*低位置安裝排污管。在液位顯示器安裝時應保證立管的垂直度，以使浮子在立管內能自由浮動。
2.2燒堿專用液位計的工作原理
立管內的磁性浮子隨液體物料液面的升降而上下浮動，磁性浮子上下浮動的同時，將磁性傳遞到磁性顯示翻板上，翻板由于浮子磁力的帶動而不斷翻轉。由于翻板一面為紅色，一面為自色，則液面以下部分顯示為紅色，液面以上部分顯示為自色。這樣就非常醒目地顯示出貯槽內的物料液面。
其工作原理如圖2所示。
1-液氯貯槽;2一立管;3一浮子;4-翻板;5一排污管
圖2燒堿專用液位計
2.3燒堿專用液位計的使用特點
該液位顯示器使用中具有以下特點:
(1燒堿專用液位計指示的物料液位非常直觀醒目。由于翻板兩面分別為自色和紅色。兩種顏色對比度高。自天在遠處即可看清翻板顯示的液面位置，夜間憑借室內外照明也容易判斷液面的位置。
(2燒堿專用液位計可以適用于各種液體的液位顯示。對于粘度較大的液體，可選用直徑較大的立管和磁性浮子。對于粘度較小的液體，可選用直徑較小的立管和浮子。這樣就可以避免物料的堵塞，不產生假液位。對于不同密度的液體，可分別根據液體的密度來設計浮子的大小，以便使磁性浮子在液體中能自由浮動。
(3磁翻板液位靈示器準確、靈活、安全可靠，可適用于各種壓力容器。
三、燒堿專用液位計在我公司的使用情況及出現的問題
我公司氯產品車間于1993年5月利用計劃停車檢修的時機在液氯工段安裝使用了12套燒堿專用液位計。其中液氯計量槽安裝了6套，液氯包裝槽安裝了2套，液氯氣化器安裝了4套。在1993年5月中旬至10月中旬這段時間里，燒堿專用液位計使用效果良好，尤其對液氯氣化器和液氯包裝槽的使用更為方便。對液氯計量槽的液面顯示也非常醒目、準確可罪。
燒堿專用液位計在正常使用了5個月后，卻突然在使用中接連出現了兩次事故。事故過程敘述如下。
1993年10月22日中班，氯氣液化崗位操作工對1#液氯包裝槽進行檢修，先用氯氣泵對包裝槽進行抽吸，然后打開人孔蓋進行清理。清理完畢后重新封閉，并用氯氣加壓試漏。當貝州嘈內氯氣壓力升至0.61VIPa時，操作工發現燒堿專用液位計的非磁性立管(不銹鋼1Crl8Ni9Ti)下部長約lOcm的一段逐漸燒紅，并當場燒壞磁翻板的塑料護盒，并把護盒玻璃燒至炸裂。操作工見此立即進行了處理:先泄壓，然后用氯氣泵抽真空，關閉與1#包裝槽相連的所有閥門。這時被燒紅的不銹鋼立管下部由于高溫被氧化已變成黑色。拆下立管后，原來16cm長的浮子只剩下約Scm,浮子內的磁鐵棒由于高溫已失去磁性，反應生成的熔碴，外觀類似燃燒不完全的碳碴樣。另外在拆卸不銹鋼管時，管里面有自色煙霧冒出。
在這次事故中，由于包裝槽系空槽試壓，操作工及時發現且立即采取措施進行處理，故沒有發生跑氯事故，也沒有造成人員中毒。如果當時包裝槽盛滿液氯，其后果將不堪設想。由f是*次出現這樣的事故，且當時也不清楚浮子內部的組成及結構，故沒有及時查明事故發生的原因。當時車間立即決定暫停燒堿專用液位計在液氯工段使用。在不影響正常生產的前提下，逐步把燒堿專用液位計重新改為結霜式鋼管液面計，以確保安全生產。但就在更換燒堿專用液位計的過程中，又發生了類似上面的事做。
1993年10月29日早班，當班操作工更換3#液氯氣化器(供石蠟專用氣化氯)的燒堿專用液位計，先用氯氣泵抽吸，當拆開不銹鋼立管法蘭后，立即從管內冒出大量同上次完全一樣的自色煙霧，持續時間達半小時之久。在這期間操作工佩戴防毒面具將不銹鋼立管拆下并搬至室外，倒出管內的浮子，此時浮子已反應掉1/3,其內部支架及磁鐵棒已裸露，且浮子外殼、內部支架及磁鐵棒繼續冒自煙。將殘余的浮子外殼、支架及磁鐵棒用水沖洗干凈并收集保存，以備將來事故分析時作為*一手資料。
四、事故原因分析
燒堿專用液位計出現的兩次事故時間相隔一周。從當時事故發生的現場來看，從不銹鋼立管內均冒出大A自煙。浮子外殼的一部分與氯氣發生了化學反應。所不同的是，*一次事故是包裝槽在氯氣打壓時發生，氯氣量較大，居例的化學反應在短時間內放出大量的反應熱，將不銹鋼立管燒紅，浮子亦與氯氣反應掉大部分(約2/3)左右。*二次是在氣化器抽真空時發生，氯氣量較小，反應較慢。拆開不銹鋼立管法蘭后反應熱與自煙反應物一起逸出，彌漫于廠房內，浮子與氯氣反應掉小部分(約1/3左右)。
10月24日，我公司向燒堿專用液位計生產廠家—化工部化工勞動保護研究所青島華麥公司及化工部勞安司發函通報事故情況，向其詢問浮子及其內部支架和磁鐵棒的材質情況，以便準確分析判斷事故發生的原因，并及時采取防范措施。根據廠家提供的材料，基本搞清了這兩次事故發生的原因:浮子內部鑲嵌磁鐵棒的支架系鋁件組成，由于浮子兩端的不銹鋼焊縫焊接質量較差，焊縫有微孔砂眼。在容器打壓或抽真空時，液氯由焊縫上的微孔砂眼進人浮子內部，與鋁支架發生了劇烈的化學反應，生成氯化鋁，同時放出大量的熱。現場看到的大A自色煙霧即為氯化鋁的微小顆粒。反應放熱產生的高溫使氯氣與不銹鋼浮子外殼也發生了反應，又放出大A的熱。可以想象，如果時間足夠長，氯氣量足夠多，整個浮子也會因劇烈反應而消失，進而產生大量的熱，使部分液氯氣化，系統壓力升高，并可能釀成更大事故。
針對此種情況，為了確保安全生產，公司決定停比所有的燒堿專用液位計在液氯工段使用，重新恢復使用結霜式鋼管液面計。何時再使用燒堿專用液位計則視生產廠家的質量改進情況而定。
五、燒堿專用液位計的改講
根據我公司燒堿專用液位計所發生的兩次事故來看，均是在系統打壓或抽真空時，液氯通過浮子兩端不銹鋼焊縫上的微孔砂眼進人浮子內部，和鑲嵌磁鐵棒的鋁質支架發生反應而造成，結果生成氯化鋁顆粒(冒自煙)，并放出大量的熱。此熱量又引起氯氣與不銹鋼浮子外殼發生反應，進一步使反應加劇，同時又放出大A的熱。如此惡性循環，使整個系統溫度升高，部分液氯氣化，系統壓力上升，有引發更大事故的潛在危險。
從以上分析可以看出，事故引發的原因來自磁性浮子的制作質量不過關。*先浮子內部鑲嵌磁鐵棒的支架使用鋁質不合適。因為在液氯介質中鋁質*易與液氯發生反應，并放出大量的熱，使系統溫度升高。其次浮子兩端的不銹鋼焊縫不合格。由于焊縫只能采用單面焊接，往往在焊縫上留有微孔砂眼，因此液氯容易從此砂眼進人浮子內部而與鋁質支架發生反應。特別是系統打壓或抽真空時此種情況更易發生。因此為了避免上述現象的發生，應對浮子的制作做如下改進:
(1)把浮子內部鑲嵌磁鐵棒的鋁質支架改為不銹鋼支架。
(2)改進浮子兩端焊縫的焊接質量，杜絕焊縫上存留微孔砂眼。
浮子制作完成后，應在使用介質中做耐壓和真空試驗。經試驗合格后，再作為合格產品投向市場。
六、本文結語
燒堿專用液位計是一種新型的液位顯示器，它具有安全、準確、直觀、適用范圍廣的特點，它比傳統的玻璃管液面計具有無可比擬的優點。雖然在使用過程中出現了一些問題，但只要改進浮子的制作質量，并經過耐壓及真空試驗，就能在化工生產中得到愈來愈廣泛的應用。
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