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外测液位计在液LV储存贮槽上的应用分析
点击次数:86 发布时间:2021-11-18

液LV储存贮槽作为氯碱工艺重大危险源,是危险化学品重点监控对象,一般来说液LV贮槽的液LV储存量为氯碱行业安全生产排程的重要依据,其数据与各级安监部门信息直接对接,必须受到实时监控。

 

液LV贮槽的液位测量反映液LV储存量,直接指导安全生产排程。因液LV具有易挥发、与氢混合产生爆炸性混合气体等特性,其液位测量若采用差压测量方式易堵塞,用雷达直接测量易受挥发影响,测量效果都不理想。因此如何稳定、准确地进行液位测量,避免虚假液位出现,是关系着氯碱工艺安全生产可靠稳定运行的重要因素。

 

1 某氯碱厂液LV贮槽液位测量历史某氯碱厂氯碱装置为 2005 年建设,其中共设计 8 套卧式液LV贮槽( 设备 A ~ H) 。一直以来,液LV贮槽液位测量的可靠性成为安全生产的重点监测对象。原设计中液LV贮槽设计有现场液位计和远传液位计双计量方式。其中现场液位计采用钢簧管液位显示,它利用液LV的特性,液LV淹没部分的钢簧管外部会结霜,操作人员现场观察可判断液LV液位,但有一定的滞后,易受温度、湿度等影响。远传液位计最初选择的是射频导纳式液位计,因绝缘和粘附导致电量变化,受介电常数变化等影响,测量可靠性不高; 后试用雷达液位计也因雷达波不能稳定穿射低温空气等原因,使用效果不佳; 后根据行业其他厂方使用案例,采用声呐式外测液位计,经过使用对比,此液位计静态测量满足使用要求,而且液位计不接液,安装方便,降低了使用维护的安全隐患,但在生产过程中,因液LV储存量的实时变化,经声呐式外测液位计测量液LV贮槽液位时有检测死区产生,液位指示偏差严重影响其工艺排程。

 

2 声呐式外测液位计故障分析

2.1 测量原理

声呐式外测液位计利用声呐回波测距原理,不接触罐内介质,在容器壁外测量液位。测量探头发射和接收声呐信号,穿透容器壁在液体中形成回波,原理如图所示,其中 L 为液面距罐底高度,V 为声呐在介质内的传播速度,T 为声波发送到接收所用的时间,有 L = VT/2。


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2.2 故障与分析

声呐式外测液位计使用过程中有如下故障:

a. 空槽复装后,液位过低时显示盲区值不变化;

b. 仪表显示数值与现场液位计偏差大;

c. 仪表故障报警,液位未达到校准高度( 贮槽半径) 时,或校准探头与罐壁间耦合剂流失时自动校准功能失效。

 

相应故障原因分析如下:

a. 空槽复装后,液位在盲区 ( 满量程的5% ~10%) 下显示盲区值不变化,软件不能识别

此过程变化的液位回波信号;

b. 虚假回波等干扰造成与现场液位计偏差大;

c. 校准探头与罐壁耦合不良。

 

3 改进措施

针对声呐式外测液位计使用过程中出现的故障,采用以下措施进行规避:

a. 软件不能识别过程变化。经过声呐式测量原理分析可知,因测量介质发生变化后,声波在介质内的传播速度发生了变化,具体表现为贮槽空槽复装后液位显示盲区值不变化的故障,原因主要是二次表不能识别低液位过程变化的回波信号,回波信号的识别需要软件算法考虑特殊情况下的过程变量,对此需要对二次表进行数据库升级,其中不能识别回波的表现中虚假回波对识别过程形成了干扰。

b. 虚假回波等干扰。针对虚假回波,在试验过程中发现通过调整主机的阈值电压,示波器检测的回波出现可控变化,是屏蔽虚假回波等故障的有效手段,经过试验通过调整主机的阈值电压可屏蔽 90%此类故障,其效果如图 2 所示。

 

c. 自动校准功能失效。自动校准的主要原理是通过校准探头测量声波在介质内的传播速度

对液位检测进行修正,如不能修正声波传输速度,那么当介质发生变化其传播速度相应发生变化后测量会产生偏差。该功能失效的主要原因为校准探头与罐壁耦合不良,因长时间使用密封胶密封效果变差,导致罐壁外层氧化锈蚀,通过对设备面打磨清洗,对探头面清洗,加装耦合剂,固定安装后可屏蔽 85%此类故障。


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4.效果分析

在使用以上改进措施对声呐式外测液位计进行改进后,将改进前后的效果分别列于表 1、2,经过计算后可以看出单台设备的月故障率明显降低。

 

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5. 结束语

通过改进解决了某氯碱企业液LV贮槽外测式液位计频繁出现虚假液位的问题。为确保设备稳定运行,对现有测量算法和设备进行了调整,达到了氯碱企业对液LV贮槽液位准确计量的要求。