雙法蘭液位變送器在焦化生產(chǎn)中的應用

摘要:在焦化生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常需要測量一些設備(如罐、塔、釜、槽等)的液位，通過(guò)對設備內介質(zhì)液位的準確、實(shí)時(shí)的采集，可以為工藝生產(chǎn)提供重要的數據參數?；诓顗涸淼?strong>雙法蘭液位變送器在焦化生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。主要針對PDS智能型雙法蘭液位變送器的安裝，量程及零點(diǎn)遷移的計算等問(wèn)題進(jìn)行分析解釋?zhuān)⒔Y合工程實(shí)例加以說(shuō)明。
1概述
　　在焦化生產(chǎn)過(guò)程中,經(jīng)常需要測量一些設備(如罐、塔、釜、槽等)的液位，通過(guò)對設備內介質(zhì)液位的準確、實(shí)時(shí)的采集，可以為工藝生產(chǎn)提供重要的數據參數，核算容器內儲藏介質(zhì)的儲量，對上、下限液位及時(shí)報警，連續的對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監控等，控制容器內介質(zhì)保持要求的高度。這對裝置安全、穩定的運行，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)濟核算,提高經(jīng)濟效益提供重要的可靠數據。
　　隨著(zhù)科技的不斷發(fā)展，針對容器的物位測量的儀表種類(lèi)出現很多，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(guò)程中，測量的某些介質(zhì)具有易結晶、高粘稠、極強的腐蝕性、易凝固的特殊性，直接影響測量的準確性。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用，如圖1所示。
 
　　其中敏感元器件金屬膜盒3通過(guò)鎧裝的毛細管2與變送器1的正、負壓室相連接，在膜盒、毛細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PDS型雙法蘭液位變送，分析變送器安裝和遷移的問(wèn)題，并舉實(shí)例說(shuō)明。
2安裝
　　在用差壓變送器測量液位時(shí),其安裝高度不應高于下部取壓口，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量液位時(shí)可不受此限。“
　　針對PDS型雙法蘭液位變送，原則上要求變送器應安裝在高壓側遠傳法蘭的下方且垂直高度2600mm，以使遠傳封液的落差盡可能的加在變送器本體上。如果因設置條件限制或客觀(guān)原因無(wú)法實(shí)現上述要求時(shí)，安裝位置應滿(mǎn)足如下公式要求:
h=[(pc-p0)/(ρ*g)]*10m³(單位:mm),
其中h:高壓側遠傳法蘭距變送器本體的高度(mm);
ρ:遠傳封入液密度(km/m')
g:當地重力加速度
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(guò)查看PDS變送器用戶(hù)手冊獲得，當h≤0時(shí)，應將變送器安裝在距高壓側遠傳法蘭下方垂直高≥h(絕對值m)的位置:當h≥0時(shí)，可將變送器安裝在距高壓側遠傳法蘭上方垂直高<h(mm)的位置。1]
　　變送器安裝的過(guò)程中要注意考慮測量容器的內部工況，在容器內呈負壓工況時(shí)，變送器的安裝位置不能高于低壓室法蘭的中心線(xiàn)。
3計算
　　在測量開(kāi)口容器的液位時(shí)，要求變送器高壓側與容器的低端法蘭相連,低壓側直接置于大氣且保證與高壓側法蘭在同一水平面。有關(guān)的計算過(guò)程比較簡(jiǎn)單，環(huán)考慮遷移的問(wèn)題，在此不多贅述。下面主要針對焦化生產(chǎn)過(guò)程中的密閉容器(如塔、罐、釜、槽等)，有關(guān)液位的測量計算和遷移問(wèn)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(xiàn)之間
 
　　其中H:容器內介質(zhì)的實(shí)際液位高度
hl;變送器負壓室與容器高端法蘭中心線(xiàn)之間的高度
h2:變送器正壓室與容器低端法蘭中心線(xiàn)之間的高度
L:容器最高液位和最低液位之間的距離
P:容器內壓力
ρ:容器內介質(zhì)的密度
ρo:雙法蘭變送器毛細管封入液的密度
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
變送器負壓室壓力:P-=p+ρoghl
　　當液位最低，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(guò)計算結果可以看出，在變送器滿(mǎn)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)接負壓室，需要對變送器的零點(diǎn)進(jìn)行負遷移，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管封入液密度的乘積，與安裝位置無(wú)關(guān)。
3.2變送器安裝在低端法蘭中心線(xiàn)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，負壓室與容器的氣相介質(zhì)高端法蘭相連接。
變送器的量程O(píng)p為
△p=ρgL
零點(diǎn)遷移量A為
變送器正壓室壓力:P+=p+ρgH+ρ0gh2
變送器負壓室壓力:P=p+ρ0gh1
當液位最低，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。因為A<0,為負遷移。反之，液相介質(zhì)接負壓室，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管封入液密度的乘積，與安裝位置無(wú)關(guān)。
4工程經(jīng)驗實(shí)例
　　以上是有關(guān)雙法蘭液位變送器的理論計算和定性分析，在變送器安裝完畢后，高低法蘭中心距，毛細管封入液的密度，設計要求的測量范圍等參數是已知的，可以方便的計算出變送器的量程范圍，及零點(diǎn)遷移量。在車(chē)間蒸氨塔改造過(guò)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，具體的設計參數h1=2900mm，h2=1000mm，ρ=950kg/m3，ρo=1070kg/m3，測量范圍L=5000mm，則通過(guò)定性計算，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為負遷移。即調整變送器的量程范圍為-40.8954~(-40.8954+46.55)Kpa.
　　在工程安裝和設備調試過(guò)程中,變送器的量程需要通過(guò)計算獲得，但零點(diǎn)遷移量的理論計算相對比較繁瑣，且計算所得是一個(gè)理論值，與現場(chǎng)實(shí)際有一定的誤差，簡(jiǎn)便且直接的工程經(jīng)驗方法是，可以將密閉容器(如塔、罐、釜、槽等)的液位計安裝好，根據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)驗的方法，得到的遷移量的數據更準確，方便。
5結束語(yǔ)
　　通過(guò)以上的安裝及定性的理論計算、分析，可以看出雙法蘭液位變送器的量程計算及零點(diǎn)遷移與變送器本身的安裝沒(méi)有關(guān)系，僅與高低法蘭中心距有直接關(guān)系。
針對焦化行業(yè)生產(chǎn)過(guò)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用，提供了準確的測量參數，降低了維護人員的勞動(dòng)強度,保證了工藝過(guò)程的穩定可靠。