雙法蘭差壓液位變送器（簡稱雙法蘭液位變送器）因?yàn)槠錅y(cè)量精度高、穩(wěn)定性好，測(cè)量范圍廣，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，在化工生產(chǎn)領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用。液位的測(cè)量與控制，是化工等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域*重要工藝參數(shù)之一，在生產(chǎn)中常用的液位計(jì)的種類也很多，比如浮力原理的磁翻板液位計(jì)，磁浮球液位計(jì)，電容式液位計(jì)，雷達(dá)液位計(jì)等等，相比較其他種類的液位測(cè)量儀表，雙法蘭液位變送器的特點(diǎn)還是很明顯的。
雙法蘭差壓液位計(jì)能對(duì)變送器的參數(shù)進(jìn)行修改,可以與具有相同通訊協(xié)議的DCS系統(tǒng)或現(xiàn)場(chǎng)通訊控制、設(shè)定器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊交換。在我廠合成氨生產(chǎn)裝置的各個(gè)環(huán)節(jié)中,我們多處利用雙法蘭差壓變送器測(cè)量鍋爐汽包、表面冷凝器、壓縮機(jī)段間分離器、氨冷器以及噴射蒸汽發(fā)生器的液位。
在雙法蘭液位變送器的使用過程中，經(jīng)常有用戶反映到這樣的一個(gè)問題，屬于雙法蘭液位計(jì)變送器*為典型的故障之一，如何正確地解決此類問題，針對(duì)雙方液位計(jì)遷移量計(jì)算錯(cuò)誤,零點(diǎn)設(shè)定不當(dāng)?shù)膯栴}作出恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，本文主要介紹了雙法蘭差壓變送器測(cè)量原理以及測(cè)量液位時(shí)由于遷移量核零點(diǎn)設(shè)定不當(dāng)所產(chǎn)生的故障,并給出了詳細(xì)的原因分析及解決方法。
1差壓變送器原理簡介
雙法蘭液位變送器由差壓變送器、毛細(xì)管和帶密封隔膜的雙法蘭組成。密封隔膜的作用是防止管道中的介質(zhì)直接進(jìn)入差壓變送器,它與變送器之間是靠注滿液體的毛細(xì)管連接起來,當(dāng)膜片受壓后產(chǎn)生微小變形,變形位移通過毛細(xì)管的液體傳遞給變送器,由變送器處理后轉(zhuǎn)換輸出4一20mADC電流信號(hào)。
在對(duì)雙法蘭液位變送器的量程和遷移量的匯總核實(shí)時(shí),發(fā)現(xiàn)變送器量程存在選擇不當(dāng),遷移量設(shè)置錯(cuò)誤的情況,這是造成儀表測(cè)量不準(zhǔn)的重要原因。如圖a。
內(nèi)也為高度H、被測(cè)介質(zhì)的密度p、以及毛線管內(nèi)填充液體密度pZ有關(guān),變送器零點(diǎn)必須進(jìn)行負(fù)遷移,遷移零點(diǎn)的原理見圖b雙法蘭差壓變送器量程的計(jì)算公式為:
△P=pIHg(l)
零點(diǎn)遷移量計(jì)算公式為:
S= pZgh(2)
其中△P為雙法蘭液位變送器的量程(單位:KaP);H為被測(cè)容器內(nèi)的液位高度(單位:m);g為重力加速度(單位:.98耐as);p、為被測(cè)介質(zhì)密度;pZ為毛細(xì)管內(nèi)填充甲基硅油的密度(單位:kg);S為零點(diǎn)遷移量;h為雙法蘭間距;由公式(1)、(2)可得,通過雙法蘭差壓變送器測(cè)量液位得到的結(jié)果,其準(zhǔn)確程度與變送器的安裝位置無關(guān),與被測(cè)容內(nèi)也為高度H、被測(cè)介質(zhì)的密度p、以及毛線管內(nèi)填充液體密度pZ有關(guān),變送器零點(diǎn)必須進(jìn)行負(fù)遷移,遷移零點(diǎn)的原理見圖b2故障案例及原因分析
(1)事件過程
2015年9月22日塔西南化肥廠合成氨裝置跳車。檢查發(fā)現(xiàn)段間分離器10~5F液位高開關(guān)聯(lián)鎖動(dòng)作,雙法蘭液位變送器指示為零,將機(jī)組段間分離器底部導(dǎo)淋打開排出大量的水,經(jīng)檢查該雙法蘭液位計(jì)的遷移量偏差嚴(yán)重;量程也和設(shè)計(jì)嚴(yán)重不符,現(xiàn)場(chǎng)安裝使用的變送器量程為623KaP,而設(shè)計(jì)量程僅為3KaP。
(2)原因分析
差壓變送器未按設(shè)計(jì)選型訂購;以及儀表人員對(duì)雙法蘭液位變送器的遷移量計(jì)算存在認(rèn)識(shí)上誤區(qū),一般只注重灌水的調(diào)試,并未查看設(shè)計(jì)資料根據(jù)原始數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)需要進(jìn)行準(zhǔn)確遷移。下表c為錦西化工機(jī)械廠針對(duì)我廠LT-11的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表表c錦西化工機(jī)械廠液位變送器計(jì)算數(shù)據(jù)
由上表C知;
*大測(cè)量范圍(量程)
△P,二=PIHg=.981*00=.294KaP
遷移量△PI=+P-P-PZgh(3)=一095火9名1火990=9226KPa即當(dāng)0H升0時(shí),差壓變送器遷移量為△PI=-.9226KaP,這種遷移為全遷移。如表c設(shè)計(jì)液位0H=325mm以上顯示液位,因此差壓變送器需要回遷所以*終遷移量△PI=-.9226+plgOH=-.9226+9.81火.0325=~.603KPa綜上可知變送器的安裝位置的高低對(duì)遷移量以及測(cè)量結(jié)果沒有任何影響,當(dāng)被測(cè)液位為0時(shí),變送器正負(fù)壓室的壓差*大(這里的壓差為正負(fù)室壓差的*值),變送器的輸出電流為4mA,隨著液位的上升,變送器正負(fù)測(cè)量室的壓差逐漸減小,變送器的輸出電流為20mA。
由于變送器毛細(xì)管內(nèi)工作介質(zhì)和被測(cè)液體的密度是已知的,變送器的安裝位置和測(cè)量范圍就是確定的,因此只要知道液位測(cè)量的數(shù)據(jù)H、h、pZ以及0H,就可以計(jì)算出變送器的量程和遷移量,可以準(zhǔn)確對(duì)變送器進(jìn)行調(diào)校了。
(3)事件過程
2010年11月,合成氨裝置111-C蒸汽帶水,由于當(dāng)時(shí)處于開工階段,噴射蒸汽放空,導(dǎo)致脫碳溶液隨蒸汽帶出,132~F頂部放空帶出大量堿液。當(dāng)時(shí)LT-20顯示液位偏低為50%,而實(shí)際液位接近80%,為了配合工藝調(diào)整,儀表運(yùn)行人員進(jìn)行了量程的遷移,但待工況穩(wěn)定后又重新回遷。
(4)原因分析
事后分析差壓變送器并未故障,由遷移量公式可知,遷移量△P=+P-P-PZgh+plgH。;對(duì)111-C而言pl為被測(cè)苯菲爾溶液,而雙法蘭間距一定,硅油密度也已知?？梢娺w移量與111-C內(nèi)部溶液的密度pl息息相關(guān)。處于開工階段如果兩塔液泛,就會(huì)導(dǎo)致再生氣二氧化碳攜帶大量堿液,從而使111-C溶液的濃度增大,同時(shí)溶液的密度也隨之增大,*終結(jié)果就是遷移量△P改變,出現(xiàn)差壓變送器指示小于磁翻板液位計(jì)指示值狀況,這種情形在日常生產(chǎn)也時(shí)有發(fā)生,儀表運(yùn)行人員反復(fù)對(duì)LT一20進(jìn)行“正遷和負(fù)遷。其實(shí)就是溶液密度的變化引起的偏差。
3本文結(jié)語
雙法蘭差壓變送器是*的智能儀表在化工生產(chǎn)中應(yīng)用很廣,在測(cè)量使用時(shí),不但選型要與設(shè)計(jì)符合,而且準(zhǔn)確的遷移量也是至關(guān)重要的:雙法蘭液位計(jì)的調(diào)校,通常是用專用法蘭與變送器的法蘭連接,用標(biāo)準(zhǔn)的壓力信號(hào)來調(diào)校;如果調(diào)校前能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際,進(jìn)行計(jì)算,并以計(jì)算依據(jù)為根據(jù)進(jìn)行調(diào)校日很方便。日常生產(chǎn)中工藝是主導(dǎo),儀表是工藝操作的眼睛,兩者是相輔相成的,儀表指示異常時(shí),首先要從工藝角度進(jìn)行分析。對(duì)于111-C而言,當(dāng)變送器和磁翻板顯示液位出現(xiàn)較大偏差時(shí),工藝人員必須引起足夠重視,這時(shí)可能就是溶液濃度較大變化導(dǎo)致的,需要及時(shí)作出調(diào)整。
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