一、本文概述
液位與流量的控制與測量在工業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的地位，氯堿生產(chǎn)中液體物料的液位顯示也是如此。尤其在液氯的生產(chǎn)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(zhì)，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(qū)**的大型氯堿企業(yè)，公司主產(chǎn)品燒堿的生產(chǎn)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(chǎn)品。生產(chǎn)中的大量的過程品和產(chǎn)成品在生產(chǎn)儲存過程中都需要液位測量。1993年以前，公司在液氯生產(chǎn)中是用結(jié)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(jié)霜位置來判斷容器內(nèi)液氯的液面。雖然液面計有著安全可靠，拆卸方便的優(yōu)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(jié)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(chǎn)中。
1991年初化工部在廣州召開的氯堿行業(yè)安全協(xié)作組座談會上，推薦使用液堿儲罐液位計于液氯生產(chǎn)。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(shù)鑒定，作為一項技術(shù)成果向**化工行業(yè)推廣。本文則是針對于本公司在液堿儲罐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、液堿儲罐液位計的結(jié)構(gòu)、工作原理及使用特點
2.1液堿儲罐液位計的結(jié)構(gòu)
液堿儲罐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(jiān)控的液面高度;磁性浮F外殼系用薄不銹鋼板焊制而成，內(nèi)鑲嵌強磁鐵棒，磁性浮子放在立管內(nèi);磁性顯示翻板用卡環(huán)固定在立管外側(cè)，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(yīng)保證立管的垂直度，以使浮子在立管內(nèi)能自由浮動。
2.2液堿儲罐液位計的工作原理
立管內(nèi)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(zhuǎn)。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(nèi)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液堿儲罐液位計
2.3液堿儲罐液位計的使用特點
該液位顯示器使用中具有以下特點:
(1液堿儲罐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(nèi)外照明也容易判斷液面的位置。
 (2液堿儲罐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(chǎn)生假液位。對于不同密度的液體，可分別根據(jù)液體的密度來設(shè)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、液堿儲罐液位計在我公司的使用情況及出現(xiàn)的問題
我公司氯產(chǎn)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套液堿儲罐液位計。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，液堿儲罐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。
液堿儲罐液位計在正常使用了5個月后，卻突然在使用中接連出現(xiàn)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(nèi)氯氣壓力升至0.61VIPa時，操作工發(fā)現(xiàn)液堿儲罐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(guān)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(nèi)的磁鐵棒由于高溫已失去磁性，反應(yīng)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(fā)現(xiàn)且立即采取措施進行處理，故沒有發(fā)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(shè)想。由f是*次出現(xiàn)這樣的事故，且當時也不清楚浮子內(nèi)部的組成及結(jié)構(gòu)，故沒有及時查明事故發(fā)生的原因。當時車間立即決定暫停液堿儲罐液位計在液氯工段使用。在不影響正常生產(chǎn)的前提下，逐步把液堿儲罐液位計重新改為結(jié)霜式鋼管液面計，以確保安全生產(chǎn)。但就在更換液堿儲罐液位計的過程中，又發(fā)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)的液堿儲罐液位計，先用氯氣泵抽吸，當拆開不銹鋼立管法蘭后，立即從管內(nèi)冒出大量同上次完全一樣的自色煙霧，持續(xù)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(nèi)的浮子，此時浮子已反應(yīng)掉1/3,其內(nèi)部支架及磁鐵棒已裸露，且浮子外殼、內(nèi)部支架及磁鐵棒繼續(xù)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
液堿儲罐液位計出現(xiàn)的兩次事故時間相隔一周。從當時事故發(fā)生的現(xiàn)場來看，從不銹鋼立管內(nèi)均冒出大A自煙。浮子外殼的一部分與氯氣發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。所不同的是，*一次事故是包裝槽在氯氣打壓時發(fā)生，氯氣量較大，居例的化學(xué)反應(yīng)在短時間內(nèi)放出大量的反應(yīng)熱，將不銹鋼立管燒紅，浮子亦與氯氣反應(yīng)掉大部分(約2/3)左右。*二次是在氣化器抽真空時發(fā)生，氯氣量較小，反應(yīng)較慢。拆開不銹鋼立管法蘭后反應(yīng)熱與自煙反應(yīng)物一起逸出，彌漫于廠房內(nèi)，浮子與氯氣反應(yīng)掉小部分(約1/3左右)。
10月24日，我公司向液堿儲罐液位計生產(chǎn)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(fā)函通報事故情況，向其詢問浮子及其內(nèi)部支架和磁鐵棒的材質(zhì)情況，以便準確分析判斷事故發(fā)生的原因，并及時采取防范措施。根據(jù)廠家提供的材料，基本搞清了這兩次事故發(fā)生的原因:浮子內(nèi)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(zhì)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(nèi)部，與鋁支架發(fā)生了劇烈的化學(xué)反應(yīng)，生成氯化鋁，同時放出大量的熱?，F(xiàn)場看到的大A自色煙霧即為氯化鋁的微小顆粒。反應(yīng)放熱產(chǎn)生的高溫使氯氣與不銹鋼浮子外殼也發(fā)生了反應(yīng)，又放出大A的熱?？梢韵胂?，如果時間足夠長，氯氣量足夠多，整個浮子也會因劇烈反應(yīng)而消失，進而產(chǎn)生大量的熱，使部分液氯氣化，系統(tǒng)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(chǎn)，公司決定停比所有的液堿儲罐液位計在液氯工段使用，重新恢復(fù)使用結(jié)霜式鋼管液面計。何時再使用液堿儲罐液位計則視生產(chǎn)廠家的質(zhì)量改進情況而定。
五、液堿儲罐液位計的改講
根據(jù)我公司液堿儲罐液位計所發(fā)生的兩次事故來看，均是在系統(tǒng)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(nèi)部，和鑲嵌磁鐵棒的鋁質(zhì)支架發(fā)生反應(yīng)而造成，結(jié)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(fā)生反應(yīng)，進一步使反應(yīng)加劇，同時又放出大A的熱。如此惡性循環(huán)，使整個系統(tǒng)溫度升高，部分液氯氣化，系統(tǒng)壓力上升，有引發(fā)更大事故的潛在危險。
從以上分析可以看出，事故引發(fā)的原因來自磁性浮子的制作質(zhì)量不過關(guān)。*先浮子內(nèi)部鑲嵌磁鐵棒的支架使用鋁質(zhì)不合適。因為在液氯介質(zhì)中鋁質(zhì)*易與液氯發(fā)生反應(yīng)，并放出大量的熱，使系統(tǒng)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(nèi)部而與鋁質(zhì)支架發(fā)生反應(yīng)。特別是系統(tǒng)打壓或抽真空時此種情況更易發(fā)生。因此為了避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)對浮子的制作做如下改進:
 (1)把浮子內(nèi)部鑲嵌磁鐵棒的鋁質(zhì)支架改為不銹鋼支架。
 (2)改進浮子兩端焊縫的焊接質(zhì)量，杜絕焊縫上存留微孔砂眼。
浮子制作完成后，應(yīng)在使用介質(zhì)中做耐壓和真空試驗。經(jīng)試驗合格后，再作為合格產(chǎn)品投向市場。
六、本文結(jié)語
液堿儲罐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(tǒng)的玻璃管液面計具有無可比擬的優(yōu)點。雖然在使用過程中出現(xiàn)了一些問題，但只要改進浮子的制作質(zhì)量，并經(jīng)過耐壓及真空試驗，就能在化工生產(chǎn)中得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。