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雙法蘭液位變送器在焦化生產中的安裝測量計算液位的案例詳解

作時間:2013-04-22 09:30:03  來源:唐山中潤煤化工有限公司  作者:宋振超
   

摘 要:在焦化生產過程中,經常需要測量一些設備(如罐、塔、釜、槽等)的液位,通過對設備內介質液位的準確、實時的采集,可以為工藝生產提供重要的數據參數。基於差壓原理的雙法蘭液位變送器在焦化生產中得到了廣泛的應用。本文主要針對SC-3851DP智能型雙法蘭液位變送器的安裝,量程及零點遷移的計算等問題進行分析解釋,並結合工程實例加以說明。

1、概述

        在焦化生產過程中,經常需要測量一些設備(如罐、塔、釜、槽等)的液位,通過對設備內介質液位的準確、實時的采集,可以為工藝生產提供重要的數據參數,核算容器內儲藏介質的儲量,對上、下限液位及時報警,連續的對生產過程進行監控等,控製容器內介質保持要求的高度。這對裝置安全、穩定的運行,生產高質量的焦化產品至關重要。同時也為質量管理和進行經濟核算,提高經濟效益提供重要的可靠數據。
        隨著科技的不斷發展,針對容器的物位測量的儀表種類出現很多,按其工作原理劃分,有連通式,差壓式、浮子式、電量式、聲波式、光學式等。但在焦化生產過程中,測量的某些介質具有易結晶、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,基於差壓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產中的測量示意圖

      其中敏感元器件金屬膜盒3 通過鎧裝的毛細管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(一般為矽油)。有關差壓變送器的原理在此不再贅於。本文主要是針對SC-3851DP型雙法蘭液位變送器,分析變送器安裝和遷移的問題,並舉實例說明。

2、安裝

在用差壓變送器測量液位時,其安裝高度不應高於下部取壓口,但用雙法蘭式差壓變送器、吹氣法及利用低沸點液體氣化傳遞壓力的方法測量液位時可不受此限。(1)針對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。如果因設置條件限製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最低壓力值(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。

        變送器安裝的過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,變送器的安裝位置不能高於低壓室法蘭的中心線。

3、計算

         在測量開口容器的液位時,要求變送器高壓側與容器的低端法蘭相連,低壓側直接置於大氣且保證與高壓側法蘭在同一水平麵。有關的計算過程比較簡單,且不考慮遷移的問題,在此不多贅述。下麵主要針對焦化生產過程中的密閉容器(如塔、罐、釜、槽等),有關液位的測量計算和遷移問題進行分析。

3.1 變送器安裝位置在容器高低端法蘭中心線之間

   變送器安裝位置在容器的高低端法蘭中心之間  

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 為

△p=ρgL

零點遷移量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,零點遷移量A= P- P= -ρ0gh2 -ρ0gh1<0,其中h1+h2 為容器高低端法蘭的中心距。

通過計算結果可以看出,在變送器滿足安裝要求的情況下,如圖2 所示安裝方式,液相介質接正壓室,氣相介質接負壓室,需要對變送器的零點進行負遷移,反之,需要正遷移。且零點遷移量A 為高低端法蘭中心距與毛細管封入液密度的乘積,與安裝位置無關。

 

3.2 變送器安裝在低端法蘭中心線以下

變送器安裝在低端法蘭中心線以下

        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 為

△p=ρgL

零點遷移量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,零點遷移量A= P- P0gh2

0gh1<0,其中h2 與h1 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,液相介質接負壓室,氣相介質接正壓室,為正遷移。且零點遷移量A 為高低端法蘭中心距與毛細管封入液密度的乘積,與安裝位置無關。

 

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