酸硫装置玻璃板液位计泄漏原因分析

崔云龙(中海石油炼化有限责任公司，广东 惠州 516086)

0 引言

中海油惠州石化有限公司自2009年建成投产以来，脱硫联合装置、酸性水汽提装置、硫磺装置以及溶剂再生装置现场玻璃板液位计泄漏较多，影响装置平稳长周期运行。惠州石化玻璃板液位计玻璃片介质温度是在180℃以下选用硼硅玻璃，温度高于这个界限选用铝硅玻璃，在高温高压或有腐蚀性介质工况时，玻璃板液位计采用铝硅玻璃并内衬云母片，能确保在玻璃板液位计在恶劣工况下长期、稳定、可靠的运行，同时玻璃板液位计生产厂家严格按照设计院出具的设计规格书选型，在实际工况和设计工况偏差不大的情况下玻璃板泄漏次数理论上应该不多见。

1 惠州石化玻璃板液位故障现象

(1)2018年炼油四部共发生16次玻璃板液位计泄漏问题；具体情况如表1。

(2)四部二期酸硫装置玻璃板液位计故障列表，如表2。

对炼油四部的玻璃板液位计故障情况做了统计分析，故障基本分为三类：1、蒸汽汽包液位计，2、测量氨液、除氧水等碱性介质液位的液位计，3、其他部位的液位计。液位计主要故障现象：在液位波动的位置云母片破损，进而腐蚀玻璃片造成泄漏，或者腐蚀铝硅玻璃片造成看不清液位。查阅相关资料发现铝硅玻璃组成选用Li20-Al2O3-SiO2系统，Al2O3和SiO2的含量很高，具有较好的化学稳定性、电绝缘性、机械强度以及较低的热膨胀系数，较之传统的钠钙玻璃有更好的物理、化学特性，但缺点是玻璃成分含有二氧化硅和硅酸盐成分，耐酸(氢氟酸，热磷酸除外)不耐碱液腐蚀。云母片由多硅白云母、石英、石榴石和金红石等组成，可出现钠长石、黝帘石及硬绿泥石等，石榴石富含Fe和Mg，多硅白云母中的Si可达3.369，具有绝缘及低损失的热阻功能，是很好的绝缘隔热材料，具有极强的耐腐蚀及耐高温性能，但缺点是易脆裂，且云母有人造云母和天然云母之分，人造云母制造成本较低，但绝缘、隔热、抗腐蚀性能相对天然云母较差。

表1 四部一期酸硫装置玻璃板液位计故障列表

表2 四部二期酸硫装置玻璃板液位计故障列表

2 惠州石化玻璃板液位计泄漏原因分析：

2.1 玻璃板液位计厂家原材料产品质量和装配工艺水平差强人易

(1)四部二期135单元溶剂再生装置2017年10月建成顺利投产，135-C-301碱液再生塔玻璃板液位计135-LG-30301B于2018年3月出现渗漏，拆卸玻璃板后发现玻璃片局部有破损，同时发现云母片与玻璃板支架之间选用的是石墨缓冲垫，垫片类型使用错误，应使用金属石墨垫，在更换新的玻璃片和金属石墨垫后投用正常。(2)135单元贫氨液系统玻璃板液位计135-LG-10502于2018年8月出现泄漏，拆卸玻璃板液位计后发现金属石墨垫片缩短变形，存在分层错位下移现象，金属石墨垫密封不严导致工艺介质泄漏。(3)玻璃板液位计常规装配图如图1。

图1 玻璃板液位计常规装配图

玻璃板液位计装配云母片时通常选用双层云母片，云母片厚度应大于0.2mm，工作压力在12MPA以上时云母片厚度应在0.6～0.8mm之间，而实际拆卸玻璃板液位计时发现厂家装配的云母片比较薄，现场使用游标卡尺测量厚度为0.2mm，且选用单层云母片，抗高温变形和腐蚀性能较差。

2.2 环境温度变化影响

玻璃板液位计均是露天安装，大部分没有遮挡，防雨隔热效果较差，同时由于惠州石化处于沿海地区，降雨量和降雨频次较多，对于高温高压玻璃板液位计表体易产生冷热交变应力，由于四部一期酸硫装置中压蒸汽汽包的高温高压玻璃板液位计选用单层云母片，厚度较薄(0.2mm)，且云母片自身存在易脆裂的特性，当玻璃片压盖产生冷热交变应力时易导致云母片变形破裂，进而碱性汽包锅炉水腐蚀玻璃片造成泄漏。

2.3 检修工艺与工序有待完善

常规玻璃板液位计更换故障玻璃板时要注意以下方面：(1)将玻璃板液位计上的螺栓螺母拆下来，按顺序卸下压盖、垫片、玻璃板和云母片(腐蚀性介质、高温高压的液位计才有云母片，其它没有云母片)；(2)将液位计上灰尘、油迹清洁干净；(3)将液位计上的锈迹除掉；(4)将液位计上密封窗内密封垫的残留物除掉，要注意不能损坏密封表面；(5)对密封面进行修整，使其表面粗糙度达到要求；(6)按顺序分别装上金属石墨垫片一件、云母片一件(腐蚀性介质、高温高压的液位计有云母片，其它没有云母片)、玻璃片一件、缓冲金属石墨垫片一件和压盖；(7)用紧固螺栓紧固，紧固顺序见图2，紧固时螺栓必须按顺序逐渐均匀用力，用15N.M力矩增量紧固，最后密封力矩约100N.M。

图2 紧固螺栓顺序

玻璃板泄漏次数与维护人员检修技术水平有较大关系，主要表现在以下两个方面：(1)在现场实际更换液位计玻璃片以及相关密封组件时，时常存在不按规定力矩紧固压盖螺栓的现象，由于仪表检修人员力矩扳手数量较少，螺栓紧固力矩主要凭维修人员经验，部分螺栓紧固力矩达不到标准要求。(2)更换完备件重新投用玻璃板速度较快，表体温升较快，液位计冷热交变应力较大，同时不及时热紧螺栓，增加了液位计泄漏的概率。

2.4 工艺操作工况变化以及工艺介质性质变化影响

(1)工艺专业在装置开停工阶段需要使用1.0MPA、200℃蒸汽对各塔、罐、管线进行吹扫、气密、试压，安装在酸硫装置各塔、罐上的玻璃板液位计大部分不耐高温，不能长时间使用蒸汽吹扫，故工艺专业在吹扫、气密、试压工艺流程时需要及时关闭玻璃板液位计一次阀。但在实际操作过程中存在工艺专业与仪表专业配合沟通不到位，导致玻璃板液位计一次阀不能及时关闭。(2)酸硫装置主要作用是脱除上游装置过来的干气、液化气、汽油、酸性水内的硫化氢、硫醇、氨气等杂质，由于原油中硫、氨等杂质含量波动较大，酸硫装置需要根据上游装置过来的硫化氢，硫醇含量的大小不断调整氨液、碱液循环量及浓度，以达到产品合格的目的。各塔、罐内氨液和碱液循环量、浓度、温度、压力等实际工况与设计工况存在一定的偏差，加速玻璃板液位计的腐蚀老化速度。

3 防止措施

(1)加强玻璃板液位计产品质量的把控，通常情况下装置内各类塔、罐至少安装两台玻璃板液位计，在确认玻璃板液位计生产厂家严格按照设计规格书选型的前提下可在同一工况下安装两台不同厂家生产的玻璃板液位计，通过实际应用效果选用产品质量较好的玻璃板液位计厂家。(2)增加高温高压工况下玻璃板液位计的隔热保温和防雨防潮措施，减少液位计表体产生的冷热交变应力对液位计的影响。(3)提高仪表维保人员的检修技能，严格按照玻璃板液位计的检修方案维修保养液位计。(4)跟踪分析工艺生产工况，对于安装在设计工况与实际工况长期偏差较大部位的玻璃板液位计及时重新选型，选用满足生产要求的玻璃板液位计。

4 结语

随着装置长周期运行，检修玻璃板液位计时还需注意检查玻璃板支架以及压盖是否老化变形开裂，备品配件的入库验收是否完好，云母片厚薄是否均匀，螺栓是否变形等细节，以达到减少泄漏次数，降低维护费用的目的。