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雙法蘭液位變送器在焦化生産中的安裝測量計算液位的案例詳解

作时间:2013-04-22 09:30:03  来源:唐山中润煤化工有限公司  作者:宋振超
   

摘 要:在焦化生产过程中,经常需要测量一些设备(如罐、塔、釜、槽等)的液位,通过对设备内介质液位的准确、实时的采集,可以为工艺生产提供重要的数据参数。基于差压原理的雙法蘭液位變送器在焦化生产中得到了广泛的应用。本文主要针对SC-3851DP智能型雙法蘭液位變送器的安装,量程及零点迁移的计算等问题进行分析解释,并结合工程实例加以说明。

1、概述

        在焦化生产过程中,经常需要测量一些设备(如罐、塔、釜、槽等)的液位,通过对设备内介质液位的准确、实时的采集,可以为工艺生产提供重要的数据参数,核算容器内储藏介质的储量,对上、下限液位及时报警,连续的对生产过程进行监控等,控制容器内介质保持要求的高度。这对装置安全、稳定的运行,生产高质量的焦化产品至关重要。同时也为质量管理和进行经济核算,提高经济效益提供重要的可靠数据。
        随着科技的不断发展,针对容器的物位测量的仪表种类出现很多,按其工作原理划分,有连通式,差压式、浮子式、电量式、声波式、光学式等。但在焦化生产过程中,测量的某些介质具有易结晶、高粘稠、极强的腐蚀性、易凝固的特殊性,直接影响测量的准确性。为解决以上特殊介质,基于差压原理的雙法蘭液位計得到了廣泛的應用,如圖1所示。

雙法蘭液位變送器在焦化生产中的测量示意图

      其中敏感元器件金属膜盒3 通过铠装的毛细管2 与变送器1 的正、负压室相连接,在膜盒、毛细管和变送器间充有密封液体(一般为硅油)。有关差壓變送器的原理在此不再赘于。本文主要是针对SC-3851DP型雙法蘭液位變送器,分析变送器安装和迁移的问题,并举实例说明。

2、安裝

在用差壓變送器测量液位时,其安装高度不应高于下部取压口,但用双法兰式差壓變送器、吹气法及利用低沸点液体气化传递压力的方法测量液位时可不受此限。(1)针对PDS 型雙法蘭液位變送器,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≧600mm,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原因無法實現上述要求時,安裝位置應滿足如下公式要求:

h=【(pc-p0)/(ρ*g)】*103(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(㎞/m3

g:當地重力加速度

pc:液罐靜壓(pa)

p0:變送器本體可以使用的非常低壓力值(pa)

有關p和ρ值可以通過查看PDS 變送器用戶手冊獲得,當h≦0 時,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mm)的位置;當h≧0 時,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。

        变送器安装的过程中要注意考虑测量容器的内部工况,在容器内呈负压工况时,变送器的安装位置不能高于低压室法兰的中心线。

3、計算

         在测量开口容器的液位时,要求变送器高压侧与容器的低端法兰相连,低压侧直接置于大气且保证与高压侧法兰在同一水平面。有关的计算过程比较简单,且不考虑迁移的问题,在此不多赘述。下面主要针对焦化生产过程中的密闭容器(如塔、罐、釜、槽等),有关液位的测量计算和迁移问题进行分析。

3.1 变送器安装位置在容器高低端法兰中心线之间

   变送器安装位置在容器的高低端法兰中心之间  

其中H:容器內介質的實際液位高度

h1:變送器負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:容器非常高液位和非常低液位之間的距離

P:容器內壓力

ρ:容器內介質的密度

ρ0:雙法蘭變送器毛細管封入液的密度

變送器的量程△p 爲

△p=ρgL

零點遷移量A 爲

變送器正壓室壓力:P+=p +ρgH -ρ0gh2

變送器負壓室壓力:P-=p +ρ0gh1

當液位非常低,即H=0 時,零點遷移量A= P- P= -ρ0gh2 -ρ0gh1<0,其中h1+h2 爲容器高低端法蘭的中心距。

通过计算结果可以看出,在变送器满足安装要求的情况下,如图2 所示安装方式,液相介质接正压室,气相介质接负压室,需要对变送器的零点进行负迁移,反之,需要正迁移。且零點遷移量A 爲高低端法兰中心距与毛细管封入液密度的乘积,与安装位置无关。

 

3.2 变送器安装在低端法兰中心线以下

变送器安装在低端法兰中心线以下

        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低端法蘭下相連接,負壓室與容器的氣相介質高端法蘭相連接。

變送器的量程△p 爲

△p=ρgL

零點遷移量A 爲

變送器正壓室壓力:P+=p +ρgH +ρ0gh2

變送器負壓室壓力:P-=p +ρ0gh1

當液位非常低,即H=0 時,零點遷移量A= P- P0gh2

0gh1<0,其中h2 与h1 的差值为容器高低端法兰的中心距。因为A<0,为负迁移。反之,液相介质接负压室,气相介质接正压室,为正迁移。且零點遷移量A 爲高低端法兰中心距与毛细管封入液密度的乘积,与安装位置无关。

 

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