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没有回复的,偶来唠叨几句,抛砖引玉。
静压式测量液位是化工生产中常用到的液位检测方法,其基于的原理就是被测介质在密道一定的情况下其不同高度产生的压力值是一个线性关系。也就是我们通过在被测介质的底部安装取压设施就可以知道这个这个介质的高度。
静压式测量介质的液位分为两种情况,一种就是被测介质的气相即液面以上部分没有压力的情况,也可以理解为容器是开口的通大气的情况,这种情况其安装在介质底部的压力传感器所测的压力完全是介质的高度产生的,所有其与被测介质高度就是一个从零开始的线性关系。这种静压式测量液位的方式可以是普通的容器开口取压压力变送器也可以是投入式的探头传感器,投入式的由于传感器与变送器之间的信号连接电缆浸入介质中所以其对密封性有要求,大部分都是限定被测介质的温度范围。而容器开口的变送器其使用和维护维修就要方便的多,因此其可以适合不同被测介质的要求得到大量应用。
静压式测量介质液位的另一种情况就是气相压力不是大气压,其可能是恒定的但大多数时候是变化的没有规律的,因为在使用静压式测量介质液位时,其气相压力就会被介质容器底部的压力传感器的检测到,由于其叠加到介质的静压上,因此对介质的高度测量产生影响,这个时候就需要另一个压力变送器检测出气相压力然后两者做差消除其对液位检测的影响,这个时候使用差压变送器就是一个非常好的措施,其通过负压室检测到的气相压力,与正压室检测到的液位高度压力和气相压力之和进行做差,就可以抵消气相压力,因此变送器最后得到的压差就是介质液位高度产生的静压差,从而使被测压差与高度成线性关系。
如果差压测液位的气相压力的负压室的被测介质易冷凝容易在引压管内产生凝析介质液位,那么就对介质差压检测产生附加误差,而这个误差是一个不确定性的随即误差,其随着使用时间会逐渐增加,所有为了消除这个误差,人们索性把引压管全部充满介质,然后检测出这个引压管产生的高度压力值在变送器压力范围设计之前就给减去,这就是迁移,当被测介质液位高度为零时,变送器检测到的压差值不为零就需要迁移,如果这个压差值大于零就叫正迁移,如果这个压差值小于零就叫负迁移。
负引压管内充满被测介质或者与被测介质不相容的介质(隔离液)的过程,对于平常维护很不方便,因为维护完了要保证负引压管内充满介质,所有需要加装隔离液或者凝析被测介质,而这个过程到底有没有充满是无法确切的知道的,因此工业中应用上大多数使用双法兰差压变送器测量介质液位,其由于双法兰的毛细管内充满了硅油,因此在使用中不用担心隔离液灌装的问题,而其迁移量只要在设计之初设计好就不用改变。
说一说,偶最近一套设备开车的液位计换型。偶厂今年新上了一套260万吨/年(实质上是250,哈哈,不过不好听)的常减压设备,在设计上为了充分利用装置预热设置了一套蒸汽发生器,其通过减三、减四等流出油的换热能够自产低压0.3MPa的蒸汽,装置开车大半个月要通用,上一个周4准备开车,上午生产装置打电话说现场汽包液位不准,于是偶倒现场查看,看到设计院使用的汽包液位检测是两套双室平衡器加差压变送器的设计方案,旁边是两套玻璃板液位计现场指示,偶检查现场怀疑双室平衡器内冷凝水没有充满,于是关闭正负取压阀,拧下平衡器上方丝堵,小心开启正取压阀让锅炉水灌满平衡容器,然后拧上丝堵,开启正负压测取压阀,观看变送器显示一看既然显示-63#,百思不得其解,一般变送器名牌上写着测量范围既然是0-5.711KPa,这个很郁闷,思考了半天不得要领,难道是负引压管接了变送器的正压测,可是防水确认没有颠倒接错,最后用编程器把其改为负的,到显示正常了,可是还与现场玻璃板差5%的大小,偶说这个正常开车期间水温压力都与正常情况不一致,显示有偏差是难免的,可是工艺不敢,最后请示领导,都换成高温双法兰了,呵呵,这个倒是省了维护工作量了,不用向双室平衡器加水了,换上后还是差距6%左右,可是已经无法处理了,最后工艺只好作罢。
总结利用差压测汽包液位,如果使用普通压变检测,其需要的仪表部件是正负管线取压阀、双室平衡器、引压管、正负排污阀、三阀组、差压变送器,加水闸阀DN15(使用双室平衡器最好把上部丝堵换成闸阀),变送器安装位置选择,估计变送器的卡子等,在安装时一定要做到正负取压管与变送器的安装面在同一个水平面上。
如果使用双法兰变送器,其需要的仪表部件是正负取压阀、正负排污阀、与双法兰大小配套的延伸的管线短接(或冲洗环),耐高温双法兰变送器,双法兰变送器安装位置要比普通的差压变送器要随意的多,只要毛细管合适可以安装在现场任何方便的地方。
从而可以看出使用高温双法兰变送器测量汽包液位无论从配件使用、安装还是维护上看都比双室平衡器+差压变送器要方便的多。
对于差压变送器选型,也要考虑被测介质的腐蚀性问题,但使用的介质温度可以不考虑,因为普通型压变是引压到表内,长期工作温度为常温,但普通型使用的维护量要比隔离型大。首先是保温问题,在北方冬季零下,导压管会结冰,变送器无法工作甚至损坏,这就需要增加伴热和保温箱等。
从经济角度上来讲,选用变送器时,只要不是易结晶介质都可以采用普通型变送器,而且对于低压易结晶介质也可以加吹扫介质来间接测量(只要工艺允许用吹扫液或气),应用普通型变送器就是要求维护人员多进行定时检查,包括各种导压管是否泄漏、吹扫介质是否正常、保温是否良好等,只要维护好,大量使用普通型变送器一次性投资会节约很多。
从选用变送器测量范围上来说,一般变送器都具有一定的量程可调范围,最好将使用的量程范围设在它量程的1/4~3/4段,这样精度会有保证,对于微差压变送器来说更是重要。实践中有些应用场合(液位测量)需要对变送器的测量范围迁移,根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量,迁移有正迁移和负迁移之分。
目前,智能变送器已相当普及,它的特点是精度高、可调范围大,而且调整非常方便、稳定性好,选型时应多考虑。川仪横河EJA、北京远东1751、霍尼韦尔ST3000、ARK800系列等,使用都非常可靠。
按照设计规范,在工程设计选型中,究竟采用气动变送器还是电动变送器,因其各有特长,应该根据装置的具体条件进行综合考虑和分析。以下几点可供选用时参考:
集中操作程度;
是否与DCS计算机相操作配合;
响应速度;
经济性;
可靠性及使用维护方面;
安全性(防爆、停电、气源故障等);
环境条件及传输距离。
一般来说,下列条件以选用气动仪表为宜:
自变送器至显示调节仪表间的距离较短,通常以不超过150m较为合适;
工艺物料是易燃易爆介质及相对湿度很大的场合;
要求仪表投资少;
一般中小型企业要求易维修,经济可靠;
在以电动仪表为主的大型装置里,有些现场就地调节回路不要求引入中央控制室集中操作。
下列条件以选择电动仪表为宜:
变送器至显示调节单元间的距离超过150m以上;
大型企业要求高度集中管理的中央控制;
设置有DCS计算机进行控制及管理的对象;
要求响应速度快,信息处理及运算复杂的场合。
实际中,在现代化生产装置中都是发挥它们各自的特点进行混合选用的。
差压变送器的选型
差压变送器根据以下几点选型:
(1) 测量范围、需要的精度及测量功能;
(2) 被测介质的物理化学性质和状态,如强酸、强碱、粘稠、易凝固结晶和气化等工况;
(3)测量仪表面对的环境,如石油化工的工业环境,有可燃(有毒)和爆炸危险气氛的存在,有较高的环境温度等;
(4) 操作条件的变化,如介质温度、压力、浓度的变化。有时还要考虑到从开车到参数达到正常生产时,气相和液相浓度和密度的变化;
(5) 被测对象容器的结构、形状、尺寸、容器内的设备附件及各种进出口料管口都要考虑,如塔、溶液槽、反应器、锅炉汽包、立罐、球罐等;
(6)工艺专利商的具体要求。
(7) 工程仪表选型要有统一的考虑,要求尽可能地减少品种规格,减少备品备件,以利管理;
(8) 其他要求,如环保及卫生等要求;
(9) 实际的工艺情况:
① 考虑被测对象是属于哪一类设备。如槽、罐类,槽的容积较小,测量范围不会太大,罐的容积较大,测量范围可能较大;
② 要看介质的物化性质及洁净程度,首选常规的差压式变送器及浮筒式液位变送器,还要对接触介质部分的材质进行选择;
③ 对有些悬浮物、泡沫等介质可用单法兰式差压变送器。有些易析出、易结晶的用插入式双法兰式差压变送器;
④ 对高黏度的介质的液位及高压设备的液位,由于设备无法开孔,可选用放射液位计来测量;
⑤ 除了测量方法上和技术上问题外,还有仪表投资问题。