裝車鶴管高液位報(bào)警器故障分析與對(duì)策

      裝車鶴管高液位報(bào)警器故障分析與對(duì)策，高液位控制系統(tǒng)是輕油裝車鶴管的配套設(shè)施，作為防溢流設(shè)備的高液位報(bào)警器在成品油裝車安全生產(chǎn)中發(fā)揮著重大作用。受工作環(huán)境的影響，現(xiàn)用高液位報(bào)警器在使用過程中故障率高、使用壽命短，給輕質(zhì)油槽車裝車安全帶來很大危害，增加了運(yùn)行成本。分析了高液位報(bào)警器產(chǎn)生故障的原因，提出了改進(jìn)措施，對(duì)高液位報(bào)警器探頭在使用過程中穩(wěn)定性差、光纖易損壞、不耐腐蝕以及抗擠壓性能差等問題，有針對(duì)性地提出了相關(guān)設(shè)計(jì)改進(jìn)建議。
      公司現(xiàn)有輕油裝車鶴管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、三苯等鐵路槽車的充裝任務(wù)。高液位報(bào)警器是裝車鶴管的配套設(shè)施，每一臺(tái)裝車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)開槽車口人工看車，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)安全帶來很大危害。
      經(jīng)過前期大量調(diào)研工作發(fā)現(xiàn)對(duì)石化行業(yè)輕質(zhì)油槽車裝油高液位控制目前還沒有找到一種可靠的輕油槽車高液位控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)使用的高液位開關(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，但沒有解決在探頭損壞的情況下，探頭帶電的問題。由于控制系統(tǒng)探頭伸入到槽車內(nèi)部，探頭帶電就有可能產(chǎn)生電氣火花，點(diǎn)燃槽車內(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)油槽車裝油安全環(huán)保管理的重要課題。
1裝車鶴管高液位報(bào)警器的控制原理
      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)輸出開路(閉路)信號(hào)，當(dāng)回光低于設(shè)定值時(shí)輸出閉路(或開路)信號(hào)，此無源開關(guān)信號(hào)傳給上級(jí)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制管理。
圖1裝車鶴管高液位報(bào)警器控制原理
      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。
      當(dāng)槽車內(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，不產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。裝車鶴管處于正常裝車狀態(tài)。高液位報(bào)警器結(jié)構(gòu)如圖2所示：
2裝車鶴管高液位報(bào)警器故障統(tǒng)計(jì)及現(xiàn)象
表12014年臺(tái)一、臺(tái)二、臺(tái)三故障率統(tǒng)計(jì)
臺(tái)位 鶴位數(shù) 故障次數(shù) 更換率，%
臺(tái)一(三苯) 14 8 57.14
臺(tái)二、臺(tái)三 70 14 20.00
      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)無高報(bào)信號(hào)。即在高液位檢測(cè)時(shí)，無高報(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)致槽車液位過高或造成冒車事故。
      2)誤高報(bào)或高報(bào)不復(fù)位。誤高報(bào)，即在裝車過程中，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)束裝車后，小裝車鶴管始終處于高報(bào)狀態(tài)，無法再次打開裝油閥，進(jìn)行下一次裝車作業(yè)。正常情況下，裝車過程中在槽車未裝或未裝滿時(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閥繼續(xù)裝車，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啟，終導(dǎo)致此車不裝或裝半車下次再補(bǔ)裝，為不影響油品出廠，崗位職工只能通過手動(dòng)開閥裝車。
3裝車鶴管高報(bào)故障分析
      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)無高報(bào)信號(hào)原因：
      a.裝車鶴管高報(bào)探頭抗擠壓和沖擊性差，在裝車時(shí)，由于裝車氣動(dòng)閥開啟時(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)無法傳輸，形成光路中斷，造成高液位報(bào)警信號(hào)失靈。
      c.裝車鶴管報(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.在下小裝車鶴管過程振動(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有回落造成小浮球處在相同位置。
      d.光纖斷裂引起光信號(hào)無法傳送。
4裝車鶴管高報(bào)故障改進(jìn)措施
      1)在操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)程操作，先下小裝車鶴管，再給信號(hào)，升降小裝車鶴管時(shí)不能碰撞高報(bào)。
      2)改進(jìn)臺(tái)二、臺(tái)三裝車鶴管密封蓋高報(bào)穿孔，避免裝車鶴管維修時(shí)高報(bào)光纖從保護(hù)套管來回抽離，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)裝車鶴管安裝時(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。
      通過裝車過程中裝車鶴管高液位報(bào)警器準(zhǔn)確捕捉高液位信號(hào)，并達(dá)到無條件關(guān)閥，消除高液位報(bào)警器故障導(dǎo)致的超欠裝車，避免裝車事故發(fā)生，提高空車?yán)�用率、裝車達(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。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7000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21萬元，節(jié)約了設(shè)備維修的材料成本。
      裝車鶴管高液位報(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)開槽車口人工看車，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。