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浅析外测液位计在石化行业的应用
点击次数:682 发布时间:2018-09-19
  一、 应 用现状

 

  PVC树脂 为冀 中能 源集 团有 限责任公 司金 化 主要产 品 ,PVC树脂 生产 的重要 原 材料 为氯 乙烯 、 EDC ,由于氯 乙烯 、EDC 不但 具 有 剧 毒性 、易燃 、易 爆 和 强腐 蚀 特 点 ,而 且 其 储 槽 具 有压 力 特性 ,采 用 常 规 的液 位 计 进行 液 位 测 量 非 常不 理 想 ,企 业 长 期 以来 被 生 产 过 程 中氯 乙烯 、 EDC储槽 液位 的安 全精 确测量 而 困扰。
 

  例如 ,企业 初 安装 的钢带 液位 计 ,由于罐 内介 质 的腐 蚀性 ,造 成 液 位计 的浮 子 和 钢 带 断裂 损 坏 而 不能使 用 ,随 后 采 用 差 压 变 送 器 进 行 辅 助 测 量 (差 压法测 量 是 基 于 上 、下 两 个 压 力 测 量 值 的差 值而 得 出液位 压 力 ,再 根据公 式 P:pgh计 算 出其 液位 高度 ),由于 引 压接 口易 堵 塞 或产 生 负 压 ,导致 液位经 常无 法 正 常 测量 。另外 ,由 于氯 乙烯 球 罐 的特殊 性 ,不便进 行开孔 和动 火 ,由于介 质 的性 质 及安 全等特 殊 条 件 的 限制 ,很 多 其 他 原理 仪 表 不 能准 确测量 或 测 量 不够 稳 定 ,液 位 测 量 问题 一 直未 得 到彻底 解决 。
 

  2001年 4月 ,在 直 径为 15.7m 的氯 乙烯 球 罐上安 装 试 用 了第 一 台 ELL.FI.E 型外 测 液 位 计 ,此仪表真正实现 了隔离测量 ,使得液位测量非 常安全 ,且安 装 、调 试极 为 简便 不 影 响 正 常 生产 , 仪 表使 用至今 工 作 正 常 ,同 年 12月 ,在 另 一 个球 罐 也安装 了 ELL-FI-E型外测 液位 计 ,但此 外 测液 位计 的测量值 受 到外界 温度变 化 的影 响而不 够稳 定 ,且偶 尔 出现低 液位报 警故 障 ,现 场操 作工 需补 充耦合 剂才 能保证 仪表 的正 常工作 。该 现象 引 起 定华 电子研 发 及 管理 人 员 的 高度 重 视 ,针 对 此 问 题进 行 了现场考 察和深 入分 析 ,得 出 :
 

  a。外界 温度 漂移导 致 ELL.FI.E型 外 测液 位 计 的测量误 差 较大 ;
 

  b. 由于液位 计 的测 量 探 头 与 罐体 接 触 的位 置容 易进水 并 出现锈蚀 ,导 致信 号衰 减加 剧 ,因此 造成 仪 表 出现 误报 现象 。 针 对 ELL.FI.E型 外 测 液 位 计 存 在 的 问题 及 成 因 ,定华 电子 进行 了深入 研究 与反 复试 验 ,并 于 2002年 推 出新 一 代 的 ELL.FI—TE型外 测 液位 计 。
 

  此 液位计 较 ELL—FI—E型 外测 液 位 计 新 增 加 了 一 个 温度 补偿 探头 ,专 门针 对 温 度漂 移 引 起 的仪 表 测 量误 差进 行 精 确补 偿 ;同时 在 仪表 探 头 与 罐 体 接触处 采用 了特 殊 的 防水 密 封措 施 ,避免 了水 及尘埃 等各 种 杂质 的进 入 ,有效 解 决 了仪 表误 报 的 问题 。
 

  2002年 7月 ,在 直 径 9.2m 的 氯 乙烯 球 罐 上 安装 了 3台 ELL.FI.TE型 外 测 液 位 计 ,在 使 用 跟 踪过程 中发现 ,经 过 改 进 的新 仪 表 测 量基 本 实 现了零误 差 ,同时 大大 降低 了仪表维 护 的工作 量 。
 

  2008年 ,在新 建 的两个直 径 为 15.7m 的氯 乙 烯 球罐 上 ,选 用 了两 台 新 一代 的 ELL.FI—AE型 外 测 液位 计 ,此液位 计增 加 了 自动校 准功 能 ,使 得 液 位测量 不再 受外 界 环 境 温 度 的影 响 ,而 且 仪 表 具 有实 时校 准功 能 ,使 得仪 表 测 量 精度 进 一 步 提 高 到 0.2% F·S。经 过 一 年 的使 用 ,各 台 仪 表 工 作 均正 常稳定 ,得 到现场 工作 人员 的高度 认可 ,并 于 2009年再 次在 新 建 项 目的 氯 乙 烯 储 罐 上 安装 了 8台 ELL-FI—AE外 测液 位计 。
 

  二、工作 原理
 

  定华 电子所 研发 生产 的外测 液位 计为 智能 化 的现 场变送 器式 仪表 ,仪 表 由主机 (隔爆 型 )和 测 量 头两部 分组 成 ,主机 安 装 在被 测 容 器 附 近 。其 工作 原理 为 :测 量头 紧贴在 容器 外壁 上 ,检 测容 器 壁 上 的微 小机 械振 动 ,变 为 电信 号传 人仪 表主 机 , 在 主机 内将信 号 变为 数 字 后送 入 CPU,使用 定 华 电子研发 的人 工 智 能 算法 对 其 分 析 ,计算 出液 面 高 度 。从 容器 壁外 侧检测 到 的微小机 械振 动波 形 的特性是 由液 体 振 动 特 性 和 容 器 振 动 特 性 决 定 的 ,此 振 动波 形 经算 法 处 理后 可 以得 到 其 液位 特 征 量 Y。液 面的测 量高 度为 h : h =厂(o,y) (1) 式 中 o——液体特性系数; Y—— 振 动 的液位 特征量 。 由于采 用 了定 华 电子 的多项信 号处 理及模 式 识 别等 专有 技术 ,所 以液 罐 上 的 电机 振 动 及碰 撞 敲 击等 各种 振 动干 扰 均 不会 影 响 测 量 ,该 仪表 抗 电气干 扰 的能力 极 强 ,使 仪 表 不受 液 体 温 度 或 被 测 液体 成分 变化 的影 响 ,确保 仪表 长期 可靠 、精 确 和稳定 地工 作在恶 劣 的环境 下 。
 

  为了适 应液体 温 度 变 化 大 于 ±5℃ 或 液 体 成 分 变化 较大 的 工况 ,使 测 量 不 受液 体 温 度 和 液 体 成 分变 化 的影 响 ,确保 仪表 的精 确 测 量 。在 容 器 内加装 校准 管 或校 准 器 ,用 校 准测 量 头 测 量 校 准 管 内的液柱 长度 (图 1)。因为校 准管 侧 壁 开有 孔 与罐 内液体 连通 ,所 以校准 管 内液体温 度 、成 分 与 罐 内液体一样 ,而校准管 内的液柱长度等于校准 管 长度 h。。因此 o。、t。数值 分别 与罐 内液 体 的 o、t相 等 。由式 (1)可 以导 出 修 正后 的 h 。这 样 校 准管就 相 当于 一 把标 尺 ,只要 不 断 地测 量 出 当 时 的 Y、Y 值 ,就 可 以计 算 出液 面 的 精 确 测 量 高 度 h 。这样 测得 的液 面 高 度 值 h 不 受 液体 温 度 和 成分 变化 的影 响。实 际上就 是不 断地 用校准 管 的 长度 对外 测液位 计进 行 自我校 准 ,来保 证高精 度 。
 

三、 特点
 

  外 测液 位计 从罐 外 连 续 、精 确 地 测 量 罐 内的 液 位 ,完 全不 接触 罐 内的液体 和气 体 ,实现 了真 正 的隔离 测量 。因此具 有 以下 特点 :
 

  a.安全 、环保 。可用 于苛 刻 的 工 业 环境 ,以 及 任何 压力 、剧 毒 、强 腐 蚀性 、无 菌 的或 极 高 纯 度 的液体 液 位 测 量 。在 测 量 有 毒 害 、有 腐 蚀 、有 压 力 、易 燃易 爆 、易挥 发 和 易 泄漏 的液 体 时 ,由于 测 量头 和仪表 都在 容器 外 ,所 以安 装 、维 修和 维护 操 作 时不接触 罐 内 的液 体 和气 体 ,非 常 安 全 。 即使 在仪 表损 坏或 维 修 状态 下 ,也 没 有 引 起 泄漏 的可 能 ,不 会 因泄漏 引起 环境 污染 ,是 真正 的绿 色 环保 仪表 。
 

  b.经 济 、耐 用 。在 线 维 护无 需 停 产 ;不在 容 器上 开孔 ,安装 、维 护方便 、经 济 ;测量 头 和仪 表 内 无机 械运 动部 件 ,并 严格 密封 与外界 隔离 ,不会 造 成磨 损 或腐 蚀 ,十 分耐 用 可 靠 。外 测 液位 仪不 断 地 自动 校 准 ,保 持 较 高 的 测 量 精 度 ,免 去 校 准 时 间 ,提 高了生 产效率 。

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