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差壓液位計在密封容器應(yīng)用
更新時間:2017-06-17 點擊量:4248

在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場需要測量大量的容器內(nèi)的液位,就需要用各種不同的液位測量儀表,液位計提供的液位數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度,會對生產(chǎn)產(chǎn)生直接的影響,不正確的測量結(jié)果甚至?xí)p壞設(shè)備,對人身安全造成隱患。因此液位檢測作為容器中物料儲存的度量手段,為生產(chǎn)過程正常運行提供重要依據(jù),一個好的液位測量方案應(yīng)測量準(zhǔn)確、安裝方便,維護(hù)簡單,而且經(jīng)濟(jì)實惠。本文介紹了差壓式液位計(變送器)在密閉容器上的應(yīng)用與常見故障處理。


   
  1 差壓式液位計概述
  1.1 差壓式液位計測量原理
  對密閉容器,設(shè)底部壓力為P,液面上的壓力為P1,液位高度為H,則有:
  P=P1+pgH
  式中:p為介質(zhì)密度,g為重力加速度。
  由上式可得:
  △P=P-P1=pgH
  通常被測介質(zhì)的密度是已知的,壓差△P與液位高度H成正比,測出壓差就知道被測液位高度。當(dāng)被測容器敞口時,氣相壓力為大氣壓。差壓計的負(fù)壓室通大氣即可,此時也可用壓力計來測量液位;若容器是密閉的,則需將差壓計的負(fù)壓室與容器的氣相相連接。
  1.2 差壓式液位計特點
 ?、贆z測元件在容器中幾乎不占空間,只需在容器壁上開一個或兩個孔即可;②檢測元件只有一、兩根導(dǎo)壓管,結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,便于操作維護(hù),工作可靠;③采用法蘭式差壓變送器可以解決高粘度、易凝固、易結(jié)晶、腐蝕性、含有懸浮物介質(zhì)的液位測量問題;④差壓式液位計通用性強,可以用來測液位,也可以用來測量壓力和流量等參數(shù)。
  1.3 使用差壓式液位計測量液位注意事項
  遇到含有雜質(zhì)、結(jié)晶、凝聚或易自聚的被測介質(zhì),用普通的差壓變送器可能引起連接管線的堵塞,此時需要采用法蘭式差壓變送器;當(dāng)差壓變送器與容器之間安裝有隔離罐時,需要進(jìn)行零點遷移。
  2 蒸汽噴射泵簡介
  2.1 蒸汽噴射泵工作原理。蒸汽噴射泵,其原理如下:蒸汽噴射泵有一定壓強的工作,蒸汽通過拉瓦爾噴嘴,減壓增速(蒸汽的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽┮猿羲賴娙牖旌鲜?,與被抽介質(zhì)混合,進(jìn)行能量交換,混合后的氣體進(jìn)入擴(kuò)壓器,減速增壓(動能轉(zhuǎn)化為壓強能),為了減少后級泵的抽氣負(fù)荷,配置冷凝器,通過有一定溫差的兩種介質(zhì)對流,進(jìn)行熱交換,達(dá)到冷凝高溫介質(zhì)目的。
  2.2 蒸汽噴射泵的特點
 ?、僭摫脽o機械運動部分,不受摩擦、潤滑、振動等條件限制,因此可制成抽氣能力很大的泵。工作可靠,使用壽命長。只要泵的結(jié)構(gòu)材料選擇適當(dāng),對于排除具有腐蝕性氣體、含有機械雜質(zhì)的氣體以及水蒸等場合極為有利。②結(jié)構(gòu)簡單、重量輕,占地面積小。③工作蒸汽壓力為4~9×105Pa,在一般化工企業(yè)中都具備這樣的蒸汽源。因蒸汽噴射泵具有上述特點,蒸汽噴射泵廣泛應(yīng)用于紡練車間浴站各罐。

  3 差壓式液位計測量中出現(xiàn)問題
  3.1 密閉容器中差壓式液位計的安裝。為了測得真正的液位,應(yīng)從測得的容器底部壓力中減去容器的壓力。為此,在容器的頂部開一個取壓口,將它接到變送器的負(fù)壓側(cè)。這樣,容器中的壓力同時作用于變送器的正負(fù)壓側(cè),所得到的差壓正比于液面高度。①干導(dǎo)壓連接。如果液體上面的氣體不冷凝,變送器低壓側(cè)的連接管就保持干的。這種情況稱為干導(dǎo)壓連接。決定變送器測量范圍的方法與開口容器液位測量的方法相同。②濕導(dǎo)壓連接。如果液體上面的氣體出現(xiàn)冷凝,變送器低壓側(cè)的導(dǎo)壓管里就會漸漸地積存液體,引起測量誤差。為了消除這種誤差,預(yù)先用某種液體罐充在變送器的低壓側(cè)導(dǎo)壓管中,這種情況稱為濕導(dǎo)壓連接。
  3.2 常見故障處理
  3.2.1 干導(dǎo)壓連接時液位計常見故障處理。熟成桶使用的是干導(dǎo)壓連接,開啟壓縮空氣閥門,依靠壓縮空氣的壓力使粘膠出罐。在測量時,經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象是,壓縮空氣閥門開啟時,液位突然上升,而后馬上恢復(fù)正常。經(jīng)過分析及現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn),出現(xiàn)此故障的原因就是導(dǎo)壓管中某個節(jié)點漏氣。通常我們在出膠是采用涂抹肥皂泡的方式能迅速發(fā)現(xiàn)漏點,緊固后恢復(fù)正常。處理十分方便有效。還有一種故障就是液位超量程后,再次測量液位顯示偏低。這是由于超量程后,有粘膠進(jìn)入導(dǎo)壓管,此時清理導(dǎo)壓管即可恢復(fù)正常。我們總結(jié)了熟成桶液位不準(zhǔn)時的幾種情況,以及相應(yīng)的處理辦法:①當(dāng)容器內(nèi)液位不變而給密閉容器加壓時液位上升,停止加壓后液位又回到原來值,則說明負(fù)相導(dǎo)壓管有漏點需檢查負(fù)相導(dǎo)壓管的各個連接點。②當(dāng)密閉容器加壓時液位上升很多超過35%,則有可能是負(fù)相導(dǎo)壓管堵,需對負(fù)相導(dǎo)壓管及集液罐進(jìn)行清理。③當(dāng)密閉容器正常液量時液位一直偏低則說明負(fù)相導(dǎo)壓管內(nèi)積液有可能太多,需對負(fù)相導(dǎo)壓管進(jìn)行排液。④當(dāng)密閉容器加壓時液位下降,停止加壓時液位又上升則有可能是正相導(dǎo)壓膜片處結(jié)膜,需對正相導(dǎo)壓膜片進(jìn)行清理。
  3.2.2 帶有蒸汽噴射泵的密閉容器液位測量的故障及改進(jìn)措施。在測量中發(fā)現(xiàn),不加蒸汽時,液位測量準(zhǔn)確,蒸汽閥一打開就出現(xiàn)液位虛高的現(xiàn)象。經(jīng)過分析,液位虛高是由于蒸汽閥打開后,大量蒸汽突然涌入密閉罐內(nèi),密閉容器內(nèi)部有兩個壓力,一個是液位壓力,一個是內(nèi)部氣壓,蒸汽進(jìn)入罐內(nèi)后內(nèi)部氣壓突然升高,液位變送器正壓室所受壓力隨之增大,而此時負(fù)壓室壓力并未發(fā)生變化,從而造成液位虛高的現(xiàn)象。此前脫硫罐并非密閉罐,而是罐頂有孔,氣相壓力與大氣壓相當(dāng),所以并未產(chǎn)生液位虛高的情況。近期為杜絕跑冒滴漏現(xiàn)象,將罐頂開孔封閉,形成了密閉容器。

  針對這個問題,改進(jìn)方案有兩個;一是使用雙法蘭液位計進(jìn)行測量;二是負(fù)壓側(cè)加導(dǎo)壓管進(jìn)行測量。如果選用*套方案,需要準(zhǔn)備雙法蘭液位計直接安裝即可,出于改造方便和成本方面的考慮,我們選用了第二套方案,負(fù)壓側(cè)加導(dǎo)壓管進(jìn)行測量。
  利用罐體頂部的法蘭開孔加導(dǎo)壓管及集液罐,但是由于蒸汽易冷凝的特殊性,集液管需要經(jīng)常清理,這樣對于日常維護(hù)非常不方便。在生產(chǎn)中很多容器都處于高溫狀態(tài),容器內(nèi)的介質(zhì)常常處于氣液平衡狀態(tài),此時,由于導(dǎo)壓管上端的溫度低于容器內(nèi)的溫度,蒸汽會從小孔進(jìn)入導(dǎo)壓管冷凝成液體。利用這一特點,可以向負(fù)相導(dǎo)壓管內(nèi)預(yù)先注入將來容器中要裝的介質(zhì),然后對差壓液位計進(jìn)行負(fù)遷移(調(diào)零)。因此,在改造時將集液罐置于罐頂部,并打開集液管頂端絲堵,使負(fù)向?qū)汗芗凹汗軆?nèi)充滿緩沖溶液。這一系列準(zhǔn)備工作做好后,重新對液位計進(jìn)行位置調(diào)零。這樣,即使蒸汽冷凝,也會流回脫硫罐內(nèi),集液管內(nèi)緩沖液高度也不會發(fā)生變化,液位計負(fù)壓側(cè)所受的壓力不會發(fā)生變化,所以不會對液位測量造成影響。
  經(jīng)過這一系列改造后,帶蒸汽噴射泵密閉罐的液位測量十分準(zhǔn)確,并且仍然使用原來的液位變送器,成本并未提高,對這類容器的液位測量有很重要的意義。