煉油企業(yè)的生產(chǎn)工段中的減壓蒸餾裝置通常采用抽真空的方法來(lái)降低減壓塔的操作壓力。這種常減壓蒸餾裝置減壓塔抽真空系統主要由兩級射汽抽氣器、冷凝器、真空機組及相應連接管道組成，整個(gè)設備包含水環(huán)式真空泵機組，主體設備為水環(huán)式真空泵。真空泵氣液分離器液位控制系統由防腐磁翻板液位計、液位開(kāi)關(guān)和電磁閥組成，其對于真空泵正常運行發(fā)揮著(zhù)十分重要的作用，直接影響減壓抽真空效果。按照工藝要求，分離器液位應在中間水位，過(guò)高或過(guò)低均會(huì )影響抽真空效果。
設備投用以來(lái)，出現減頂真空泵液位控制系統存在控制偏差大、設備故障多、控制失靈現象頻生等種種問(wèn)題，已經(jīng)到了不能滿(mǎn)足工藝要求，經(jīng)常性需要人為進(jìn)行調整，控制系統的精準度嚴重失準，嚴重影響裝置的平穩運行。2011年8月大檢修時(shí)，針對分離器液位控制系統的液位測量不準、電磁閥膜片腐蝕、液位開(kāi)關(guān)控制失靈等問(wèn)題，開(kāi)展了系統的升級改造，將改造后由防腐磁翻板液位計組成的一套液位控制系統應用于生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)長(cháng)達5年的現場(chǎng)運行結果表明：液位控制得到有效優(yōu)化，降低了系統故障率，提高了自控水平，確保了生產(chǎn)裝置的長(cháng)周期平穩運行。
1、液位控制系統工藝現狀及其問(wèn)題
水環(huán)式真空泵機組由水環(huán)式真空泵、氣液分離器、冷卻器及內部連接管道組成（圖1），為閉式循環(huán)機組。減頂氣、工作水經(jīng)真空泵輸送至氣液分離器，分離后的氣體自分離器頂排出，水在壓差作用下經(jīng)冷卻后重新進(jìn)入真空泵，工作水可實(shí)現自動(dòng)循環(huán)。
水環(huán)式真空泵啟動(dòng)前必須灌注工作液，若未灌注工作液，泵不具備抽真空能力（但不會(huì )造成機械損壞）；過(guò)多的工作液會(huì )增加起動(dòng)負荷，以至于負荷過(guò)重，不能正常起動(dòng)；工作液不足會(huì )導致抽真空能力下降。
減頂氣通常含有蒸汽，可能有凝結水析出而使分離器液位上升，導致真空泵電動(dòng)機功率增加。

1.1液位控制系統現狀
真空泵液位控制系統由防腐磁翻板液位計、液位限位開(kāi)關(guān)和電磁閥組成。通過(guò)捆扎安裝于防腐磁翻板液位計筒體上的3個(gè)接近開(kāi)關(guān)分別檢測液位的低位、正常位和高位，以控制補水線(xiàn)上和排水線(xiàn)上的電磁閥動(dòng)作，確保分離器液位始終維持在正常位置附近（圖2）。當液位在①位置時(shí)，低點(diǎn)液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作（觸點(diǎn)由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)），入口電磁閥通電開(kāi)啟，開(kāi)始補水；液位在①～②之間時(shí)，低點(diǎn)液位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合，入口電磁閥仍通電開(kāi)啟；液位升至②位置時(shí)，正常液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作（觸點(diǎn)由斷開(kāi)變?yōu)殚]合），入口電磁閥斷電關(guān)閉，停止補水；液位在②～③之間時(shí)，正常液位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)斷開(kāi)；液位升至③位置時(shí)，高限液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作（觸點(diǎn)由斷開(kāi)變?yōu)殚]合），出口電磁閥通電開(kāi)啟，開(kāi)始排水；液位降至③～②之間時(shí)，高限液位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)斷開(kāi)，出口電磁閥仍通電開(kāi)啟；液位降至②位置時(shí)，正常液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作（觸點(diǎn)由斷開(kāi)變?yōu)殚]合），出口電磁閥斷電關(guān)閉，停止排水；液位在②～①之間時(shí)，正常液位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)斷開(kāi)；液位低至①位置時(shí)，低點(diǎn)液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作（觸點(diǎn)由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)），入口電磁閥通電開(kāi)啟，開(kāi)始補水。整個(gè)控制過(guò)程不斷往復循環(huán)，以確保液位始終在正常 位置。
以P1028A液位控制為例，介紹補、排水過(guò)程中相關(guān)儀表的工作狀態(tài)（表1）。液位在①～②、②～③和③～②時(shí)，接近開(kāi)關(guān)的狀態(tài)一致，無(wú)遠傳指示時(shí)，可能存在液位誤判的情況，在正常位接近開(kāi)關(guān)（220N）檢測異常的情況下，更會(huì )使得入口電磁閥（221）或出口電磁閥（222）始終在開(kāi)戶(hù)狀態(tài)，導致液位控制失控，影響真空泵抽真空效果。

1.2液位控制系統存在問(wèn)題
2005年，真空泵氣液分離器液位控制儀表開(kāi)始投入運行，并按照廠(chǎng)方提供的控制方案進(jìn)行液位控制。經(jīng)過(guò)多年現場(chǎng)運行使用，液位控制系統暴露出控制偏差大、設備故障多、控制失靈現象頻生等問(wèn)題，嚴重影響減壓裝置的長(cháng)周期運行，尤其在減壓裝置加工負荷較大時(shí)，液位控制不穩定造成真空泵跳?；蚺艢鉁囟冗^(guò)高，進(jìn)而導致減壓裝置工藝控制波動(dòng)較大。
1.2.1防腐磁翻板液位計
防腐磁翻板液位計為現場(chǎng)就地顯示儀表，液位數據（范圍值而非確定值）需要操作人員現場(chǎng)確認，而控制室DCS畫(huà)面上無(wú)實(shí)際液位顯示，致使內操人員無(wú)法準確掌握現場(chǎng)實(shí)際液位。
1.2.2液位開(kāi)關(guān)
液位檢測點(diǎn)有3個(gè)磁感應液位開(kāi)關(guān)，用箍圈固定于防腐磁翻板液位計的外筒壁上，固定位置決定著(zhù)液位測量點(diǎn)位置。在實(shí)際使用中非接觸檢測靈敏度受防腐磁翻板液位計浮子本體清潔度的影響，加之液位開(kāi)關(guān)通過(guò)扎帶固定于防腐磁翻板液位計筒體上，接觸面小，受設備運轉產(chǎn)生的振動(dòng)影響，無(wú)觸點(diǎn)接觸偶爾會(huì )導致檢測滯后，影響反應速度，輸出錯誤信號，導致電磁閥無(wú)法關(guān)閉或打開(kāi)。接近開(kāi)關(guān)端子絕緣不佳，拆接線(xiàn)已損壞絕緣，導致輸出信號線(xiàn)接地，輸出信號始終為閉合狀態(tài)，導致液位控制失靈。液位補排水系統液位檢測由防腐磁翻板液位計上安裝的3個(gè)接近開(kāi)關(guān)實(shí)現，測量點(diǎn)過(guò)多，對3個(gè)接近開(kāi)關(guān)整體完好性要求較高，如果有一個(gè)液位開(kāi)關(guān)出現問(wèn)題就會(huì )造成液位失靈無(wú)法控制。

1.3電磁閥
電磁閥為直動(dòng)式彈簧壓膜片電磁閥，膜片材質(zhì)為橡膠夾布，具有雙面受壓承載、雙面同等受壓面、低磁滯、無(wú)黏滑效果。膜片直接影響電磁閥的流通能力，當補水水質(zhì)不佳或有較多雜質(zhì)時(shí)，雜質(zhì)會(huì )在膜片上、下面堆積，造成閥體內平衡孔堵塞，影響膜片密封效果；長(cháng)期堆積的雜質(zhì)會(huì )腐蝕和磨蝕膜片，使膜片老化，縮短膜片使用壽命，造成電磁閥泄漏或無(wú)法開(kāi)啟，因此，電磁閥在使用一段時(shí)間后必須進(jìn)行解體清理膜片。電磁閥的彈簧也會(huì )隨服役時(shí)間的延長(cháng)而出現彈力不足的情況，導致電磁閥無(wú)法正常開(kāi)關(guān)。通常每年需多次更換電磁閥，此外電磁閥也無(wú)遠傳手動(dòng)控制功能。
2、真空泵液位控制系統改造
針對上述液位控制系統的問(wèn)題，為準確高效地進(jìn)行分離器液位控制，降低儀表材料消耗和故障率，決定對液位補排水系統進(jìn)行改造（表2）：

①鑒于分離器無(wú)多余儀表安裝預留位置，因此，將防腐磁翻板液位計改為帶遠傳4～20m A信號輸出的防腐磁翻板液位計，在原安裝位置安裝；
② 取消液位開(kāi)關(guān)，保留原信號線(xiàn)，其功能由防腐磁翻板液位計輸出實(shí)現；
③更換電磁閥，選裝氣動(dòng)球閥，將電磁閥作為球閥控制元件，增加遠傳控制功能；④ 敷設氣源管路至氣動(dòng)球閥，儀表信號線(xiàn)纜利原液位開(kāi)關(guān)線(xiàn)纜。
改造后液位①、②、③均由系統組態(tài)設置，為保證補排水液位保持在液位計中間位置，入口及出口氣缸閥相應動(dòng)作（圖3）。液位低至①位置時(shí)，入口補水氣缸球閥（由氣源電磁閥控制）帶電打開(kāi)，開(kāi)始補水；液位在①、②之間時(shí)，入口氣缸球閥仍帶電打開(kāi)補水；液位升至②位置時(shí)，入口補水氣缸球閥失電關(guān)改造后液位①、②、③均由系統組態(tài)設置，為保證補排水液位保持在液位計中間位置，入口及出口氣缸閥相應動(dòng)作（圖3）。

液位低至①位置時(shí)，入口補水氣缸球閥（由氣源電磁閥控制）帶電打開(kāi)，開(kāi)始補水；液位在①、②之間時(shí)，入口氣缸球閥仍帶電打開(kāi)補水；液位升至②位置時(shí)，入口補水氣缸球閥失電關(guān)開(kāi)始排水；液位降至③、②之間時(shí)，出口氣缸球閥仍帶電排水；液位降至②時(shí)，出口氣缸球閥失電，停止排水；液位降至②、①之間時(shí)，出、入口氣缸球閥仍失電關(guān)閉，液位降至①位置時(shí)，入口氣缸球閥帶電打開(kāi)，開(kāi)始補水。整個(gè)控制過(guò)程不斷往復循環(huán)，確保液位始終在正常位置。
3、改造前后液位控制效果對比
通過(guò)以上改造后，基本上排除了原液位控制儀表的弊端，使液位控制系統實(shí)現簡(jiǎn)單、準確以及維護量少的目的，保證了真空泵的長(cháng)周期運行。通過(guò)兩個(gè)檢修周期的運行，獲得了工藝區塊工作人員的肯定（表3）。

4、結論
防腐磁翻板液位計和2個(gè)小型氣缸球閥(由氣路電磁閥控制)組成的液位控制系統，控制點(diǎn)更加準確有效，閥門(mén)的故障率明顯降低，同時(shí)，可實(shí)現對閥門(mén)運行狀態(tài)的監控。2011年檢修改造至今，液位控制系統使用穩定，效果明顯。改造后的防腐磁翻板液位計測量準確，小型氣缸球閥控制動(dòng)作靈敏有效，液位始終維持在50%～55%，滿(mǎn)足工藝控制要求。