雙法蘭液位變送器在焦化生產(chǎn)中的安裝測(cè)量計(jì)算液位的案例詳解
摘 要:在焦化生產(chǎn)過程中,經(jīng)常需要測(cè)量一些設(shè)備(如罐、塔、釜、槽等)的液位,通過對(duì)設(shè)備內(nèi)介質(zhì)液位的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的采集,可以為工藝生產(chǎn)提供重要的數(shù)據(jù)參數(shù)?;诓顗涸淼碾p法蘭液位變送器在焦化生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要針對(duì)SC-3851DP智能型雙法蘭液位變送器的安裝,量程及零點(diǎn)遷移的計(jì)算等問題進(jìn)行分析解釋,并結(jié)合工程實(shí)例加以說明。
1、概述
在焦化生產(chǎn)過程中,經(jīng)常需要測(cè)量一些設(shè)備(如罐、塔、釜、槽等)的液位,通過對(duì)設(shè)備內(nèi)介質(zhì)液位的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的采集,可以為工藝生產(chǎn)提供重要的數(shù)據(jù)參數(shù),核算容器內(nèi)儲(chǔ)藏介質(zhì)的儲(chǔ)量,對(duì)上、下限液位及時(shí)報(bào)警,連續(xù)的對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控等,控制容器內(nèi)介質(zhì)保持要求的高度。這對(duì)裝置安全、穩(wěn)定的運(yùn)行,生產(chǎn)高質(zhì)量的焦化產(chǎn)品至關(guān)重要。同時(shí)也為質(zhì)量管理和進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算,提高經(jīng)濟(jì)效益提供重要的可靠數(shù)據(jù)。
隨著科技的不斷發(fā)展,針對(duì)容器的物位測(cè)量的儀表種類出現(xiàn)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(xué)式等。但在焦化生產(chǎn)過程中,測(cè)量的某些介質(zhì)具有易結(jié)晶、高粘稠、極強(qiáng)的腐蝕性、易凝固的特殊性,直接影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。為解決以上特殊介質(zhì),基于差壓原理的雙法蘭液位計(jì)得到了廣泛的應(yīng)用,如圖1所示。
其中敏感元器件金屬膜盒3 通過鎧裝的毛細(xì)管2 與變送器1 的正、負(fù)壓室相連接,在膜盒、毛細(xì)管和變送器間充有密封液體(一般為硅油)。有關(guān)差壓變送器的原理在此不再贅于。本文主要是針對(duì)SC-3851DP型雙法蘭液位變送器,分析變送器安裝和遷移的問題,并舉實(shí)例說明。
2、安裝
在用差壓變送器測(cè)量液位時(shí),其安裝高度不應(yīng)高于下部取壓口,但用雙法蘭式差壓變送器、吹氣法及利用低沸點(diǎn)液體氣化傳遞壓力的方法測(cè)量液位時(shí)可不受此限。(1)針對(duì)PDS 型雙法蘭液位變送,原則上要求變送器應(yīng)安裝在高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭的下方且垂直高度≧600mm,以使遠(yuǎn)傳封液的落差盡可能的加在變送器本體上。如果因設(shè)置條件限制或客觀原因無法實(shí)現(xiàn)上述要求時(shí),安裝位置應(yīng)滿足如下公式要求:
h=【(pc-p0)/(ρ*g)】*103(單位:mm),
其中h:高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭距變送器本體的高度(mm);
ρ:遠(yuǎn)傳封入液密度(㎞/m3)
g:當(dāng)?shù)刂亓铀俣?o:p>
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(guān)p0 和ρ值可以通過查看PDS 變送器用戶手冊(cè)獲得,當(dāng)h≦0 時(shí),應(yīng)將變送器安裝在距高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭下方垂直高≧h(絕對(duì)值mm)的位置;當(dāng)h≧0 時(shí),可將變送器安裝
在距高壓側(cè)遠(yuǎn)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(cè)量容器的內(nèi)部工況,在容器內(nèi)呈負(fù)壓工況時(shí),變送器的安裝位置不能高于低壓室法蘭的中心線。
3、計(jì)算
在測(cè)量開口容器的液位時(shí),要求變送器高壓側(cè)與容器的低端法蘭相連,低壓側(cè)直接置于大氣且保證與高壓側(cè)法蘭在同一水平面。有關(guān)的計(jì)算過程比較簡單,且不考慮遷移的問題,在此不多贅述。下面主要針對(duì)焦化生產(chǎn)過程中的密閉容器(如塔、罐、釜、槽等),有關(guān)液位的測(cè)量計(jì)算和遷移問題進(jìn)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
其中H:容器內(nèi)介質(zhì)的實(shí)際液位高度
h1:變送器負(fù)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(nèi)壓力
ρ:容器內(nèi)介質(zhì)的密度
ρ0:雙法蘭變送器毛細(xì)管封入液的密度
變送器的量程△p 為
△p=ρgL
零點(diǎn)遷移量A 為
變送器正壓室壓力:P+=p +ρgH -ρ0gh2
變送器負(fù)壓室壓力:P-=p +ρ0gh1
當(dāng)液位最低,即H=0 時(shí),零點(diǎn)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(jì)算結(jié)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(zhì)接正壓室,氣相介質(zhì)接負(fù)壓室,需要對(duì)變送器的零點(diǎn)進(jìn)行負(fù)遷移,反之,需要正遷移。且零點(diǎn)遷移量A 為高低端法蘭中心距與毛細(xì)管封入液密度的乘積,與安裝位置無關(guān)。
3.2 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(zhì)低端法蘭下相連接,負(fù)壓室與容器的氣相介質(zhì)高端法蘭相連接。
變送器的量程△p 為
△p=ρgL
零點(diǎn)遷移量A 為
變送器正壓室壓力:P+=p +ρgH +ρ0gh2
變送器負(fù)壓室壓力:P-=p +ρ0gh1
當(dāng)液位最低,即H=0 時(shí),零點(diǎn)遷移量A= P+ - P- =ρ0gh2
-ρ0gh1<0,其中h2 與h1 的差值為容器高低端法蘭的中心距。因?yàn)锳<0,為負(fù)遷移。反之,液相介質(zhì)接負(fù)壓室,氣相介質(zhì)接正壓室,為正遷移。且零點(diǎn)遷移量A 為高低端法蘭中心距與毛細(xì)管封入液密度的乘積,與安裝位置無關(guān)。
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