雙法蘭液位變送器在焦化生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘要:在焦化生產(chǎn)過程中,，經(jīng)常需要測(cè)量一些設(shè)備(如罐,、塔、釜,、槽等)的液位,，通過對(duì)設(shè)備內(nèi)介質(zhì)液位的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的采集,，可以為工藝生產(chǎn)提供重要的數(shù)據(jù)參數(shù),。基于差壓原理的雙法蘭液位變送器在焦化生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用,。主要針對(duì)PDS智能型雙法蘭液位變送器的安裝,，量程及零點(diǎn)遷移的計(jì)算等問題進(jìn)行分析解釋，并結(jié)合工程實(shí)例加以說明,。
1概述
　　在焦化生產(chǎn)過程中,經(jīng)常需要測(cè)量一些設(shè)備(如罐,、塔、釜,、槽等)的液位,，通過對(duì)設(shè)備內(nèi)介質(zhì)液位的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的采集,，可以為工藝生產(chǎn)提供重要的數(shù)據(jù)參數(shù),，核算容器內(nèi)儲(chǔ)藏介質(zhì)的儲(chǔ)量，對(duì)上,、下限液位及時(shí)報(bào)警，連續(xù)的對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控等,，控制容器內(nèi)介質(zhì)保持要求的高度,。這對(duì)裝置安全、穩(wěn)定的運(yùn)行,，生產(chǎn)高質(zhì)量的焦化產(chǎn)品至關(guān)重要,。同時(shí)也為質(zhì)量管理和進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算,提高經(jīng)濟(jì)效益提供重要的可靠數(shù)據(jù)。
　　隨著科技的不斷發(fā)展,，針對(duì)容器的物位測(cè)量的儀表種類出現(xiàn)很多,，按其工作原理劃分，有連通式,，差壓式,、浮子式、電量式,、聲波式,、光學(xué)式等。但在焦化生產(chǎn)過程中，測(cè)量的某些介質(zhì)具有易結(jié)晶,、高粘稠,、極強(qiáng)的腐蝕性、易凝固的特殊性,，直接影響測(cè)量的準(zhǔn)確性,。為解決以上特殊介質(zhì)，基于差壓原理的雙法蘭液位變送器得到了廣泛的應(yīng)用,，如圖1所示,。
 
　　其中敏感元器件金屬膜盒3通過鎧裝的毛細(xì)管2與變送器1的正、負(fù)壓室相連接,，在膜盒,、毛細(xì)管和變送器間充有密封液體(一般為硅油)。有關(guān)差壓變送器的原理在此不再贅于,。主要是針對(duì)PDS型雙法蘭液位變送,，分析變送器安裝和遷移的問題，并舉實(shí)例說明,。
2安裝
　　在用差壓變送器測(cè)量液位時(shí),其安裝高度不應(yīng)高于下部取壓口,，但用雙法蘭式差壓變送器、吹氣法及利用低沸點(diǎn)液體氣化傳遞壓力的方法測(cè)量液位時(shí)可不受此限,。“
　　針對(duì)PDS型雙法蘭液位變送,，原則上要求變送器應(yīng)安裝在高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭的下方且垂直高度2600mm，以使遠(yuǎn)傳封液的落差盡可能的加在變送器本體上,。如果因設(shè)置條件限制或客觀原因無法實(shí)現(xiàn)上述要求時(shí),，安裝位置應(yīng)滿足如下公式要求:
h=[(pc-p0)/(ρ*g)]*10m³(單位:mm),
其中h:高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭距變送器本體的高度(mm);
ρ:遠(yuǎn)傳封入液密度(km/m')
g:當(dāng)?shù)刂亓铀俣?br /> p:液罐靜壓(pa)
P0:變送器本體可以使用的最低壓力值(pa)
　　有關(guān)po和ρ值可以通過查看PDS變送器用戶手冊(cè)獲得，當(dāng)h≤0時(shí),，應(yīng)將變送器安裝在距高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭下方垂直高≥h(絕對(duì)值m)的位置:當(dāng)h≥0時(shí),，可將變送器安裝在距高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭上方垂直高<h(mm)的位置。1]
　　變送器安裝的過程中要注意考慮測(cè)量容器的內(nèi)部工況,，在容器內(nèi)呈負(fù)壓工況時(shí),，變送器的安裝位置不能高于低壓室法蘭的中心線。
3計(jì)算
　　在測(cè)量開口容器的液位時(shí),，要求變送器高壓側(cè)與容器的低端法蘭相連,低壓側(cè)直接置于大氣且保證與高壓側(cè)法蘭在同一水平面,。有關(guān)的計(jì)算過程比較簡單，環(huán)考慮遷移的問題,，在此不多贅述,。下面主要針對(duì)焦化生產(chǎn)過程中的密閉容器(如塔、罐,、釜,、槽等),，有關(guān)液位的測(cè)量計(jì)算和遷移問題進(jìn)行分析,。
3.1變送器安裝位置在容器高低端法蘭中心線之間
 
　　其中H:容器內(nèi)介質(zhì)的實(shí)際液位高度
hl;變送器負(fù)壓室與容器高端法蘭中心線之間的高度
h2:變送器正壓室與容器低端法蘭中心線之間的高度
L:容器最高液位和最低液位之間的距離
P:容器內(nèi)壓力
ρ:容器內(nèi)介質(zhì)的密度
ρo:雙法蘭變送器毛細(xì)管封入液的密度
變送器的量程△p為
Op=ρgL
零點(diǎn)遷移量A為
變送器正壓室壓力:P.=p+ρgH-ρogh2
變送器負(fù)壓室壓力:P-=p+ρoghl
　　當(dāng)液位最低，即H=0時(shí),，零點(diǎn)遷移量A=P+-P-=-ρogh2-ρogh1<0,其中h1+h2為容器高低端法蘭的中心距,。通過計(jì)算結(jié)果可以看出，在變送器滿足安裝要求的情況下,，如圖2所示安裝方式,，液相介質(zhì)接正壓室，氣相介質(zhì)接負(fù)壓室,，需要對(duì)變送器的零點(diǎn)進(jìn)行負(fù)遷移,，反之，需要正遷移,。且零點(diǎn)遷移量A為高低端法蘭中心距與毛細(xì)管封入液密度的乘積,，與安裝位置無關(guān)。
3.2變送器安裝在低端法蘭中心線一下
 
　　如圖所示,，變送器安裝在容器下方,，且正壓室與容器的液相介質(zhì)低端法蘭下相連接，負(fù)壓室與容器的氣相介質(zhì)高端法蘭相連接,。
變送器的量程Op為
△p=ρgL
零點(diǎn)遷移量A為
變送器正壓室壓力:P+=p+ρgH+ρ0gh2
變送器負(fù)壓室壓力:P=p+ρ0gh1
當(dāng)液位最低,，即H=0時(shí)，零點(diǎn)遷移量A=P+-P-=pogh2.-ρogh1<0,其中h2與hl的差值為容器高低端法蘭的中心距,。因?yàn)锳<0,為負(fù)遷移,。反之，液相介質(zhì)接負(fù)壓室,，氣相介質(zhì)接正壓室,，為正遷移。且零點(diǎn)遷移量A　　為高低端法蘭中心距與毛細(xì)管封入液密度的乘積,，與安裝位置無關(guān),。
4工程經(jīng)驗(yàn)實(shí)例
　　以上是有關(guān)雙法蘭液位變送器的理論計(jì)算和定性分析，在變送器安裝完畢后,，高低法蘭中心距,，毛細(xì)管封入液的密度，設(shè)計(jì)要求的測(cè)量范圍等參數(shù)是已知的,，可以方便的計(jì)算出變送器的量程范圍,，及零點(diǎn)遷移量,。在車間蒸氨塔改造過程中，塔底液位選用的是雙法蘭液位變送器,，變送器的安裝如圖2所示,，具體的設(shè)計(jì)參數(shù)h1=2900mm，h2=1000mm,，ρ=950kg/m3,，ρo=1070kg/m3，測(cè)量范圍L=5000mm,，則通過定性計(jì)算,，變送器的量程△p=ρgL=950*9.8*5=46.55Kpa，零點(diǎn)遷移量A=-ρog(h1+h2)=-1070*9.8*(2.9+1)=-40.8954Kpa,，A<0為負(fù)遷移,。即調(diào)整變送器的量程范圍為-40.8954~(-40.8954+46.55)Kpa.
　　在工程安裝和設(shè)備調(diào)試過程中,變送器的量程需要通過計(jì)算獲得，但零點(diǎn)遷移量的理論計(jì)算相對(duì)比較繁瑣,，且計(jì)算所得是一個(gè)理論值,，與現(xiàn)場實(shí)際有一定的誤差，簡便且直接的工程經(jīng)驗(yàn)方法是,，可以將密閉容器(如塔,、罐、釜,、槽等)的液位計(jì)安裝好,，根據(jù)變送器液晶顯示的壓力值，作為零點(diǎn)遷移量,，即量程的零點(diǎn),。采用工程經(jīng)驗(yàn)的方法，得到的遷移量的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確,，方便,。
5結(jié)束語
　　通過以上的安裝及定性的理論計(jì)算、分析,，可以看出雙法蘭液位變送器的量程計(jì)算及零點(diǎn)遷移與變送器本身的安裝沒有關(guān)系,，僅與高低法蘭中心距有直接關(guān)系。
針對(duì)焦化行業(yè)生產(chǎn)過程使用的一些塔,、罐,、釜、槽等密閉容器,，雙法蘭智能液位變送器得到了廣泛的有效應(yīng)用,，提供了準(zhǔn)確的測(cè)量參數(shù)，降低了維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,保證了工藝過程的穩(wěn)定可靠。