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外测式澳门新葡亰平台游戏app在化工设计中的应用

作者: 来源: 发布时间:2020-01-02 14:04:32

    摘 要 :在化工设计中,液位仪表的作用非常重要,但常规液位计因为受自身测量原理影响,大多需与工艺介质接触,在一些高压、高黏、结晶、自聚场合存在局限性。外测液位计采用声纳原理,安装于罐体外壁,与工艺介质实现了真正的隔离,是一种先进且前途广泛的新型液位计。对外测液位计的原理、结构进行了介绍,并与其他类型液位计进行了比较,最后对设计过程中,外测液位计选型应该注意的问题进行了探讨。

    石油化工装置工艺复杂,多高温高压,易燃易爆,安全问题不容忽视。液位仪表,可以随时反映出装置的运转状况,与整个工厂的安全息息相关。液位计形式多样,选用一台合适的液位计至关重要,在一些高粘、结晶等场合,传统接触式液位计经常发生卡球、挂缆、泄漏、波动、虚假液位等现象,为解决这些问题,外测液位计应运而生。

    1 几种常用的远传液位计
    常规液位计中,差压式液位变送器、澳门新葡亰平台游戏app、磁致伸缩液位计、浮筒液位计等应用较为广泛,但它们因受自身测量原理影响,都存着一定的不足。

    1.1 差压式液位变送器
    双法兰(或单法兰)差压式变送器是利用罐内液位改变时,液位产生的静压也随之变化的原理工作的。
    优点 :稳定性好,性价比高,不受罐内件影响。
    缺点 :需接触介质,受密度影响大,在毛细管过长时存在滞后。

    1.2 澳门新葡亰平台游戏app
   澳门新葡亰平台游戏app分非接触式雷达和导波雷达两种,原理是液位计向液面发射超高频雷达脉冲(导波雷达沿钢缆、探棒),然后测量发射波和回波的时差,从而计算出液面高度。

    导波雷达优点 :不受温度、蒸汽、粉尘、泡沫等的影响。
    缺点:以接触介质,对介电常数有要求,钢缆、探棒易挂料,钢缆可能脱落。

    非接触式雷达优点 :不接触介质。
    缺点 :对介电常数有要求,不适合汽化、带泡沫介质,对安装位置、法兰高度有限制。

    1.3 磁致伸缩和浮筒液位计
    磁致伸缩液位计原理是利用发送器发送低电流脉冲信号,沿磁致伸缩线向下传输,产生环形磁场,当磁场遇到浮球时,和浮球内磁场产生扭应力脉冲,被接收器接收,根据脉冲发出到接收的时间差,计算出液位高度。

    浮筒液位计是基于浮力原理,扭力管受到浮筒所产生的扭力矩时转过一个角度,变送器把这个角度转换成4~20mA 信号,与被测量的液位成正比。

    优点 :精度高,可用于短间距。
    缺点 :接触介质,不适合黏稠介质,浮球易卡死,不能用于小密度,维修费用高。

    以上是在化工设计中常见的一些液位计,可以看到,除非接触式雷达不与工艺介质有直接接触外,其它液位计都与工艺介质接触,且所有液位计都需在设备上开安装孔。这些因素,使液位计在某些苛刻工况下选型十分困难。

    2 外测液位计的原理和组成
    2.1 外测液位计的原理
    外测液位计是一种利用声纳测距原理,并采用微振动分析技术,从容器外测量液位的新型液位仪表。声纳测距原理 :由吸附在储罐底部的液位探头发射声波,穿透罐壁并在液体内传播,当声波到达液面时,会被反射一部分形成回波,回波信号到达罐底,穿透罐壁,被液位探头接收,并传至液位计主机内。根据发射和接收到回波的时间差,计算出液位高度。

    微振动分析技术 :实际生产中工况复杂,罐型不同 ;罐内有内件、盘管 ;工艺介质黏稠、含杂质 ;温度变化等。这些因素会产生很多干扰信号,让液位探头接收到的回波信号变复杂,微振动分析技术会自动判断正确的液位信号,很好地解决回波干扰问题。

    自动校准功能 :当液体的温度、成分发生变化时,会对声纳信号在液体里的传播速度产生影响,带来测量误差。为确保仪表测量精度,可在容器内加装校准器,用校准探头测量校准器内液柱的长度(校准器长1m),得到声纳在液体里的实际传播速度,在液位计主机内对液位的测量结果进行补偿修正,消除液体温度和成分变化对测量精度的影响。

    2.2 外测液位计的组成
    外测液位计由液位探头、校准探头和液位计主机三部分组成,针对不同场合,还可设置校准器、转向器、探头安装座、仪表保护箱等组件。

    液位探头直接吸附在罐底的外壁上,负责发出声纳和接收回波。

    校准探头在罐体外壁的安装形式同液位探头。
    转向器一般用于罐底无法安装液位探头的工况,将液位探头安装在罐体侧面,再通过转向器将声波反射到液面。液位计主机安装在被测容器旁,将检测信号进行接收、分析和计算后,转变成4~20mA 标准模拟量信号,传输 DCS 进行集中显示,也可提供 MODBUS、TCP 等通讯方式。

    3 外测液位计的优势和不足
    3.1 外测液位计的优势
    (1)可不接触容器内的介质,实现真正的隔离,安全性高,适合各种极端恶劣工况、危险环境,不会出现磨损、腐蚀等情况,可靠耐用,维护工作量小。
    (2)无需在容器上开孔,解决了在线安装、调试问题,安装方便,实施简单,很适合在在线改造项目中应用。
    (3)自动实时在线校准,测量精度高,减少调校工作量,降低人工成本。
    (4)测量范围宽,可达30m ;测量精度高,可达 ±0.1%。
    (5)适用于油罐车、化学液体运输车辆的液位连续测量,无需对罐车进行改造。

    3.2 外测液位计的不足
    (1)不能测固体物料、浆料、乳浊液、悬浊液等介质,也不能用于严重沉积和结晶液体。
    (2)介质动力黏度不能大于30mPa · s,介质温度不能超过 -40~220℃。
    (3)容器底部存在300mm 盲区。
    (4)当容器壁为多层材料时,层间需紧密接触,无气泡或气体夹层。容器的内外壁表面需平整,且弧度不能过大。
    (5)不宜用在容器内有搅拌、隔板的场合。

4 外侧液位计的选型和应用
在设计工作中,根据每个项目不同,做出合理、优化的
外测液位计选型方案。从投产应用的情况来看,效果很好。

    4.1 丁二烯
    在某橡胶项目中,需对球罐中的丁二烯进行液位测量,丁二烯易自聚产生高分子聚合物,普通液位仪表选用受限较大。根据《罐区自动化系统设计规定》要求“每座压力储罐应配备两套独立且不同类型的液位测量仪表”,本项目若选用常规接触式液位计,丁二烯在检测口死角处自聚的可能性非常大,所以液位计选型优先考虑非接触式。最终,在罐顶设置了一套非接触式澳门新葡亰平台游戏app,在罐底设置了一套外测液位计。

    经现场应用后,外测液位计测量准确,效果很好。

    4.2 液氨
    在某液氨球罐设计中,外测液位计也有良好的应用。储罐内的液氨是一种无色、有刺激性气味的有毒液体,具有一定的腐蚀性。因液氨密度受温度影响较大,差压式液位计在本项目中不适用,最终选用外测液位计进行检测。

    4.3 高压储罐
    在某高压加氢装置中,因高压储罐上原液位计参数不稳,业主想新增一台液位计与之比对。但该高压容器现场安装空间狭小,不具备重新开口条件,后经协商,决定采用一台外测液位计,既避免了装置停车动火带来的经济损失,又杜绝了压力容器新增泄漏点的安全隐患,安装简单、精确可靠,可谓一举三得。

    4.4 其他
    外测液位计在一些介电常数较低,如液化气(介电常数<1.9)或液面含有大量气泡等澳门新葡亰平台游戏app不宜使用的场合,可以很好地替代澳门新葡亰平台游戏app ;在一些强腐蚀的酸碱储罐,如液氯储罐等,外测液位计也大有用武之地。外测液位计常见可用介质包括液氯、液化气、液氨、乙烯、丁二烯、汽油、柴油、苯、液溴、盐酸、碱液、硝酸、甲醇、氯乙烯、氢氟酸、乙二醇、丙烷、石脑油、环氧乙烷、二甲醚。

    5 结束语
    外测液位计因其可在线安装、调试,无需在容器上开孔作业,与工艺介质完全隔离等特点,用途非常广泛,特别在易燃易爆、剧毒、腐蚀性强、黏稠、高压、无菌等场合优势尤为突出。随着人们对环境保护意识的日渐加强和对人身安全的逐渐重视,在经济迅猛发展的当代,这种非接触型的外测液位计以其安全性高,维护量小的优势,将会越来越受到
人们的欢迎,成为液位检测仪表家族中的佼佼者。

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