兰州某石化企业的460kt/a乙烯装置配套的液态烃罐区于2014年3月1日破土动工, 2015年7月建成投产。液态烃罐区共有14具球罐, 分别用于储存乙烯、丙烯、裂解碳四、抽余碳四、丁烯一、碳五等中间产品, 其中用于储存液相乙烯的有6具容积为1500m3的球罐, 储存条件为压力：1.65~1.75MPa；温度一30~一36℃, 球罐本体材质为低温钢07MnNiCrMoV。为了保证球罐的安全稳定运行, 每一具球罐均安装有双液位计, 一种是伺服液位计, 另一种是液氧液位计。
1、运行现状
球罐自2006年6月建成投用以来, 丙烯、裂解碳四、抽余碳四、丁烯一、碳五球罐的两套液位计运行比较正常, 两套液位计互为备用, 一旦其中一套液位计出现问题, 另一套能够正常指示, 为岗位操作工提供操作依据。而乙烯球罐(R301A-F)自投用以来, 由于设计制造方面存在缺陷, 没有充分考虑乙烯低温储存的特殊条件, 磁翻板液面计表面挂霜结冰严重, 刻度被冰层包裹, 根本无法看到液位指示, 只能够根据伺服液位计的指示进行操作。在伺服液位计定期校对、失灵或者检修时, 无法正常操作, 给球罐的运行带来很大的安全隐患。
2、缺陷改造
为了保证乙烯球罐安全稳定运行, 投用初期磁翻板液面计结冰就很严重, 开始以为是由于施工时保冷材料没有安装好、保冷材料的厚度不够等原因造成的, 因此对保冷材料全部重新安装并增加了保冷材料的厚度, 但效果不明显。后又组织岗位操作工对液氧液位计上的冰定期进行人工清理, 由于乙烯球罐容积大（1500m3），液位计长约12米，清理难度非常大，在清除作业过程中涉及高空等危险作业，增加了员工的工作危险性和劳动强度，而且经过人工清理的液位计在运行3~4小时后，又开始挂霜结冰，运行周期太短。另外每次在清除结冰的过程中, 都会对磁翻板液面计和阀座有所损伤, 最终可导致磁翻板液面计损坏报废。后来又尝试切断液面计根部阀切断, 采用自然化冰的方式来清除挂冰, 这样虽然减小了操作工的劳动强度, 但这种办法除冰时间太长,对安全生产不利。为了彻底解决磁翻板挂冰的现象, 经过反复论证, 技术人员提出用工厂空气进行吹扫的方案并在其中一具乙烯球罐上进行试验。通过试验发现用工厂空气连续吹扫挂冰的液位计, 基本能够彻底解决液氧液位计挂冰。
试验于2015年10月初开始,2015年12月底结束，实验初期由于气温加高（约25°C），防止结冰的效果好；到了冬季严寒季节，又暴露出由于工厂空气带水仍然出现使液位计结冰现象。针对上述情况, 考虑对工厂空气进行加热, 并于2016年1月又经过为期个月的试验和观察, 严寒季节磁翻板结冰也得到彻底解决。图1为冬季所拍摄的照片, 与改造前相比效果非常好。
图1液位计改造后的照片

液氧液位计改造后的现场情况
此次试验的成功为彻底解决乙烯球罐磁翻板结冰提供了宝贵的经验, 因此将试验期间所用的临时管线和设备经过进一步完善, 于2016年4月底完成全部乙烯球罐（R301A-F）液氧液位计的改造, 液位计上的空气吹扫管为自制设备, 进气端装一阀门用于调节空气量, 另一端封闭, 在靠进液位计翻板侧每间断开5cm一个中的孔用于空气吹扫为保证吹扫空气的温度在加热器出人口增加一旁线, 流程见图2。
图2 改造后工艺流程

乙烯球罐（R301A-F)液氧液位计全部改为工厂空气吹扫后, 液氧液位计的指示非常准确和清楚。系统所用工厂空气由乙烯装置工厂空气管网提供, 加热热源利用球罐区低压蒸汽凝液, 参数如下:
(1)工厂空气:0.6mpA,常温
(2)低压蒸汽压力:0.35MPa, 温度140℃。
经过摸索和观察, 工厂空气吹扫系统夏季可以不开换热器, 冬季气温较低时可将换热器投用, 保证吹扫空气的温度在35~40℃即可满足工艺要求, 由于利用了低压蒸汽凝液余热, 不消耗蒸汽是此次改造的一大亮点。
3、结束语
经过此次改造从根本上解决了液氧液位计结冰严重的现象, 为低温物料储存采用液氧液位计提供了宝贵的经验, 同时为乙烯球罐安全稳定运行打下了坚实的基础。其实如果冬季现场周围环境温度不会太低导致翻板刻度指示器结冰，而只是介质温度较低容易结晶，那么可以直接选用凯铭仪表防冻保温液氧液位计，更加简单也更加节省成本。