１前言

         铁岭选矿药剂有限公司（以下简称“铁岭药剂”）始建于１９４２年，堪称中国选矿药剂行业的鼻祖和摇篮，是中国有色金属工业协会选矿药剂分会常务副会长、秘书长单位，是国家选矿药剂产品标准起草的主要单位，有省、市两级技术研发中心。按照“做大做强”药剂板块，打造“百年老店”的战略目标，通过与沈阳有研矿物化工有限公司资源互补和共享，丰富了产品种类，形成新的药剂板块。为了提高铁岭药剂生产效率，保证安全促进生产，降低员工的劳动量，提高危险化学品现场的安全等级与自动化监控水平，铁岭药剂结合实地论证，特引进原料罐区水封二硫化碳液位控制装置系统，对易燃易爆的液态二硫化碳储罐液位及罐内温度进行监测与控制。既保证了罐内的液位、温度、压力等重要数据的准确和及时，又确保了储罐的安全，防止了意外事故的发生。

 

２二硫化碳的性质

２．１二硫化碳的理化性质

         二硫化碳在常温常压下是无色透明液体，在纯度不够时略显黄色，具有刺激性气味，易挥发，不易溶于水，且密度比水小，沸点较低，极度易燃易爆，受热极易分解，分解后产生有毒的硫化物烟气，在空气中极其容易燃烧，燃烧后产生爆炸性混合物。当接触空气中火花、火焰、高温及与设备摩擦等，都可能引起着火。极微静电产生的情况下，也会引起爆炸，燃烧产生蓝色火焰。与铝、锌、钾、氟、氯等能够发生剧烈反应，会引发燃烧爆炸的危险，属高危性化学试剂。

 

２．２二硫化碳的危险性

         二硫化碳是一种有毒物质，且腐蚀性很强。人体吸收二硫化碳主要途径是经过呼吸道、表皮皮肤和粘膜等。人体吸入的二硫化碳排出的途径主要是呼吸道、皮肤和尿液，少量是经过人体的新陈代谢非常终经尿液再次排出。

 

         二硫化碳在人体新陈代谢的作用下，对神经系统、心血管系统、视神经系统、鼻粘膜、泌尿系统和消化道系统均有不同程度的损害和并发症状。对皮肤表面有刺激性症状，当皮肤接触后，会伴有强烈的疼痛感和灼烧感。

 

         二硫化碳对职业健康的危害可分为急性中毒和慢性中毒。急性中毒又分为轻度中毒、中度中毒、重度中毒和严重中毒。急性中毒具体表现为：头晕、头痛、恶心、呕吐等疑似醉酒的现象，呈强烈的兴奋状态随即会出现谵妄、昏迷、意识丧失，以及阵挛性抽搐，也可造成因呼吸中枢麻痹而死亡。慢性中毒表现为：神经衰弱、食欲不振、皮炎、贫血、记忆力减退、心血管硬化、神经病变等多发性神经系统综合征。

 

２．３二硫化碳储存方式

         因二硫化碳在室温下易挥发，但其不易溶于水，并且与水有较大密度差，因此容器内可用水封盖液面，储存于阴凉、通风处，远离火种、热源。存储区应具备应急处理泄漏的设备和专用的收集器装置，并采用防爆型设备装置和通风设备设施，储罐内严禁混合储备，决不允许与其他化学品类同时存放。

 

３原存储方式及存在的安全隐患

 

３．１铁岭药剂原存储二硫化碳液体的方式

         二硫化碳液体原来存放于铁岭药剂厂区东北角的储罐群中，二硫化碳液体储罐由五个高２ｍ的卧式储罐组成，储罐封于地下水池中，因二硫化碳液体沸点较低易爆炸，水池中的水可以调节储罐的温度。储罐内二硫化碳液体上均采用水封，因其密度比水小，且不溶于水，能够防止二硫化碳液体挥发。密封于地下水池的五个二硫化碳液体储存罐，罐体材质均为碳钢常压罐，每个储罐的顶部均有一个直径为５００ｍｍ的入孔，此入孔分别装有二硫化碳液体原料的进料口、出料口、进水口和出水口。

 

３．２二硫化碳液体原有存储方式存在的安全隐患

         二硫化碳液体原有存储罐存在一定的安全隐患：（１）进料时必须要人工监控液体高度。人工监控存在一定误差，如液体充装不到规定高度，则罐体未得到充分利用，如液体充装高度较高，则出现安全隐患。其次，人工监控还存在一定的风险性，二硫化碳是一种有毒液体，如人工防护不到位，将对人体造成不可挽回的影响。另外，也增加了员工的工作强度和工作量。（２）不能随时监测储罐内液体的温度，需要人工不定时进行巡视检查。二硫化碳液体熔沸点较低，如因特殊原因造成储罐内液体温度升高，不能及时监控温度，则存在较大安全隐患。４水封二硫化碳液位控制装置系统的组成

 

４．１水封二硫化碳液位控制装置

         （１）二硫化碳液位控制仪表的选择

         二硫化碳液体因其与水之间有较明显的密度差，结合当前的实际工况条件，采用磁致伸缩液位计来测量二硫化碳与水的界面高度比较合适（二者的密度差大于０.１），且测量精度可达到１％。二硫化碳液体属易燃易爆品，因此均采用具有隔爆功能的仪表。

         （２）磁致伸缩液位计工作原理

         磁致伸缩液位计是利用韦德曼效应，通过现代先进的电子技术手段，精密的计测发射脉冲和回波脉冲间的时间值，达到精确测量液体液位的目的［１］。传感器在工作进行中，电子电路部分产生出脉冲电流，波导丝上激励出起始脉冲传输，此电流沿着磁致伸缩线方向周围产生一个环形旋转的电流磁场，在探测杆外有一个浮球，浮球沿探测杆随液位的高低情况而上下变化。由于浮球内装有一组磁环，当磁场与磁环或浮球中的磁场磁环相遇时，则产生磁致伸缩效应，使波导丝在浮球的位置产生一个扭曲波脉冲。脉冲以稳定的速度被电子仓的吸拾机构所感知，检出并转换成对应的电流脉冲，将脉冲与电流脉冲的时间差换成脉冲的确准信号，通过电子电路精确地计算出脉冲之间的时间差，从而计算出浮球的实际所在位置，即是被测得的位置（见图１）。

         （３）磁致伸缩液位计报警系统监测原理

         用数据接口模块与外界进行数据交换，将二硫化碳罐的液位监测系统的报警信号以电信号的方式传递给外部监控平台。在计算机端，信号从端口传入计算机，经过计算机ＣＰＵ的分析处理计算，将数据存储在计算机硬盘中。同时，在现场ＬＣＤ显示模块和远端计算机显示器上实时显示监控二硫化碳罐的液位变化情况，方便铁岭药剂员工分析判断罐区液位测量值。从而实现了罐区现场数据的记录存储和报警变化情况的记录提示（见图２）。

         （４）磁致伸缩液位计的技术优势

         磁致伸缩液位计是一种性价比较高的计量级仪表，其具有稳定可靠，便于操控，精确度高，计量效果好，抗干扰性强等优势。可动部件仅为一个浮子，因此不需要频繁维护保养，并且安装起来方便好控制。同时还可根据二硫化碳罐区需要，多点安置温度传感器，各点测量实时温度，这对二硫化碳罐计量特别有使用价值。全部配件也均具备国家标准要求的防爆等级，对现场环境适应能力强，因此适合二硫化碳罐区危险场所的使用。

 

         磁致伸缩液位计能够同时实现液体液位及温度等参数的测量，测量范围广，非常高范围可实现２０ｍ距离；测量精准度高，且不受容器形状和其他外界因素影响，非常高误差可达±１ｍｍ；适合多种信号输出，做到实现系统的监控功能非常容易，操作系统对于员工简单易学；利用纯电子技术测量，因此磨损性极小，具有实用性能强，安全可靠性能高，使用期限长，通用性能强等操作优势。

 

４．２水封二硫化碳界位控制装置实际安装调试过程

         铁岭药剂厂区东北角的５个二硫化碳液体储罐，每一个存储罐需要加装一台ＣＳ２液位测量仪表和进料位控电磁阀，用于监控储料情况。经过对ＣＳ２储备现场的实地勘察，结合现场具体工况条件并借助测量储罐液位高度的机会，确定了储罐的入孔处比较适合安装液位测量仪表，施工人员将储罐入孔安装板移至距储罐５０ｍ远以外的安全区域做液位计安装开口及焊接引出管（ＰＮ１０／ＤＮ５０），在适于开孔焊接的情况下，在每个卧罐的入孔盖上开一个孔（ＤＮ５０）并焊接上一个带标准外螺纹接头的不锈钢液位计安装管（ＰＮ１０／ＤＮ５０）用于安装液位测量仪表。然后选用密封球阀将焊接好的安装口临时封住，再用不锈钢螺栓将入孔安装板归位固定（见图３）。

         液位控制装置安装完毕后，实地测量储罐的液位高度，具体数值如表１

         将液位计、位控电磁阀分别编号并安装到各自对应的二硫化碳液体储罐及卸车管路上，设定相应的参数后，将液位信号引到此前的醇罐区ＰＬＣ液位监测系统中，配线无误后上电调试，直至系统成功运行。

 

４．３系统实施的效果

         现场实际操作过程中，二硫化碳液体卸车时，达到安全调试警戒线，即刻切断进料，并发出声光报警提示现场货车司机，储罐位控电磁阀迅速关闭响应，实现安全卸车即某一储罐的界位达到警戒线高度，便不能再次打开进料位控阀，从而杜绝误操作而引发意外。同时在电脑上还可远程监测到二硫化碳各储罐的液位高度，水封水池液位情况以及水池的水温。物料调度人员可以根据各储罐的物料储量情况进行生产调配，从而彻底实现了安全又直观的监控与操作，改变了以往人工现场测量、人工操报的工作模式，提高了安全生产的同时又降低了劳动强度。基于磁致伸缩液位计的二硫化碳罐区监测系统在现场能够长期稳定的运行，对于系统的数据交换功能、系统自诊断功能、系统数据库实时记录参数以及报警状态的情况变化等功能，都能够通过对现场员工简单的培训进行操作完成，二硫化碳罐区监测控制系统的实施应用，在铁岭药剂取得了非常满意的效果。

５结语

         通过二硫化碳罐区磁致伸缩液位计现场监测系统在实际中的应用，可以实现储罐液位、温度基础信号的监测，实现二硫化碳罐内低位、高位声光报警信号的输出，测量的数据能直接在监控中心显示器实时记录和查阅，并生成历史液位高度曲线，保存储罐的历史状态，减少了人工操作的误差及去现场巡视检查的频率，大大降低了因液体高度、温度不适引起的事故，为能够长期安全稳定的运营生产提供保障。