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電容式液位計在化工尿素係統中的應用與改進

作時間:2016-10-18  來源:  作者:
   

【摘要】分析了電容式液位計損壞的原因,根據它的工作原理及組成, 對其進行了相應的改造, 投運後運行穩定、準確, 效果良好。
        洛陽中昊化學工業有限公司的尿素係統目前使用了4 套電容式液位計來測量重要設備的液位。該液位計具有性能穩定、工作可靠、指示準確等優點。自從投用以來, 該液位計也出現了一些問題, 影響了正常的工藝操作。本文就電容式液位計在使用過程中出現的故障加以分析, 並介紹其改進方法。

1  基本結構及工作原理
    如圖1 所示, 電容式液位計由電容傳感器(電極)和檢測電容的測量線路(EC11Z 和FMC420)組成。電極把液位的高低轉換為電容量的變化, 然後再由EC11Z 和FMC420 檢測出電容的大小, 並轉換為直流電流信號輸出, 從而實現對液位的連續測量、遠傳指示、記錄或自動控製。電容式液位計基本結構
2  原結構缺點
    原電極采用不鏽鋼彈簧片, 外塗2 mm 搪瓷絕緣層。該結構存在如下缺點:
    (1)電極外所塗搪瓷絕緣層比較脆, 不耐高溫、高壓, 經不起衝刷。從損壞的3 根電極看, 絕緣層都有不同程度的劃痕, 最嚴重的1 根有2 處絕緣層已被嚴重破壞。
    (2)電極一次性使用, 不可修複。
    (3)采用法蘭結構與設備連接, 由於所測設備溫度高、溫差較大, 使密封墊片過量壓縮變形,易產生泄漏, 需升溫後再次擰緊螺栓才能阻止泄漏。另外, 由於長時間高溫、高壓的作用, 給拆卸檢查帶來困難。
    (4)FMC420 采用220 V(AC), 電源電壓較高,現場安裝不安全。
    (5)輸出的0 ~ 20 mA(DC)不是國際標準信號, 無法實現DCS 控製。

3  改進措施
    (1)電極采用不鏽鋼棒, 外麵用聚四氟乙烯塑料管作為絕緣。聚四氟乙烯絕緣層損壞後可對電極重新絕緣, 修複後再使用。
    (2)采用內、外螺紋連接, 容易拆卸。
    (3)采用回彈能力較好的密封墊片(膨脹石墨金屬纏繞墊), 保證密封效果。
    (4)將220 V(AC)改為24 V(AC), 便於現場安裝, 消除危險。
    (5)改為4 ~ 20 mA(DC)國際標準信號輸出,在DCS 係統實現自動控製。

4  電極改進
        將長600 mm 不鏽鋼電極棒用聚四氟乙烯絕緣管套上, 利用酒精噴燈對電極棒進行熱塑絕緣,電極與外螺紋連接處用耐高壓、耐高溫的石墨填料進行密封。製成後的電極在一個密閉容器內經9 .81 MPa 耐壓試驗24 h , 沒有泄漏才可使用。
5  調校
        校驗是在FMC420 上實現的, 設定簡單、可靠、準確和迅速。用一個空的容器設定零點, 用滿容器設定範圍, 零點校驗和量程校驗互不影響。

5 .1  基本位置
    (1)將零位調節和範圍調節的調節旋鈕逆時針方向轉到左側終點。
    (2)在範圍開關板上, 將3 個下方開關轉接到右麵, 3 個上方開關轉接到左麵。
    (3)把零位開關旋鈕轉到F 處。
5 .2  零位校驗
    (1)使被測容器液位為零。
    (2)用1 台數字萬用表監測, 調節零位粗調,使輸出接近0 V 。
    (3)再用零位細調進行調整, 使萬用表示值正好是0 V 。
5 .3  範圍校驗
    (1)使被測容器充滿。
    (2)用範圍粗調調節, 使萬用表示值接近10V 。
    (3)用範圍細調調節, 使輸出正好是10 V 。
6  改進後的優點
    (1)便於檢修。
    (2)密封牢固, 沒有泄漏。
    (3)價格便宜, 容易製作。
    (4)指示準確。

7  故障及處理
    在電容式液位計投用期間, 故障主要出現在以下幾個方麵:
    (1)電極損壞。這種故障是主要故障, 曾經因為3 次電極失效引起尿素係統停車, 因此如何提高電極的使用年限是關鍵。通過改造後, 電極已連接運行4 年, 說明改造效果比較好。
    (2)指示失靈。這種故障主要出現在接線上以及EC11Z 和FMC420 損壞。隻要認真檢查線路, 發現EC11Z 或FMC420 故障, 立即更換, 故障就可以消除。

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