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分析單法蘭液位變送器在密閉容器中的應用

發布日期:2014-02-26  來源:  作者:  瀏覽次數:
【導讀】:單法蘭液位變送器在化工企業是一種常見的測量液位的儀器,分插入式和平法蘭兩種.一般敞口容器應用較多,密閉容器中選用單法蘭變送器時需要考慮容器中介質的流向,變送器的選型對測量精度也起著決定性的作用......

摘要:單法蘭液位變送器在化工企業是一種常見的測量液位的儀器,分插入式和平法蘭兩種。一般情況下敞口容器應用較多,密閉容器中選用單法蘭變送器時需要考慮容器中介質的流向,變送器的選型對測量精度也起著決定性的作用。

1 概述
    單法蘭液位變送器是一種直接安裝在管道或容器上的現場變送器。單法蘭液位變送器可對各種容器進行液位、密度的精確測量,分為平法蘭和插入式法蘭兩種,由于隔離膜片直接與液體介質相接觸,無須將正壓側用導壓管引出,因此適用于高溫、高粘度、易結晶、易沉淀和強腐蝕等介質的測量。
    目前對密閉容器中的液位測量辦法很多,常見的測量儀表有磁翻板液位計雙法蘭差壓變送器、單法蘭差壓變送器、差壓變送器、雷達液位計等等。磁翻板液位計在某些環境下易失去磁性導致液位計失靈;雷達液位計精度高,但投資較大,同時在投運初期由于信號干擾源較多, 對測量影響較大,需要頻繁切除虛假信號;差壓變送器成本較低,測量精度高,干擾源少,所以用差壓原理測量密閉容器中的液位比較常用。

2 單法蘭液位變送器
  單法蘭變送器分插入式和平法蘭兩種,兩種變送器的測量原理和安裝方式基本相同,但不同的工藝條件對變送器的測量數據影響是非常大的。以制鹽行業蒸汽冷凝水閃發桶為例(見圖1),A 為蒸汽冷凝水進口,B 為閃發蒸汽出口,C 為單法蘭變送器安裝位置,D 為蒸汽冷凝水排水管道,E 點為單法蘭變送器的負壓側取壓點。在儀表選型過程中,我們往往會忽略水流對壓力的影響,若A 點與桶切線垂直,則桶內的水不會形成漩渦,但從A 點下落的水柱會影響到C 點壓力的測量, 造成單法蘭變送器正壓側測量數據不穩定;若A 點與桶切線不垂直,則桶內水會形成漩渦,無論C 點在什么位置,都會造成單法蘭變送器的正壓側測量數據失真。考慮到蒸汽冷凝水的閃發效率,一般情況下都采用A 點與桶切線方向平行的進口方式,如此桶內必然會形成漩渦,變送器的選型問題至關重要。
 蒸汽冷凝水閃發桶示意圖 
  
3 插入式單法蘭變送器與平法蘭變送器
  我公司在開始選型的時候由于沒有注意到水流對壓力的影響,選用的插入式單法蘭變送器在投入使用后液位經常性偏低, 由于液位計不準確,自動調節液位的調節閥無法正常投用,只有靠操作工在現場觀察玻璃管液位計進行桶內液位調節,增加工作量不說,液位控制的也不好,閃發效率低下,給生產造成了很大的影響。開始懷疑是單法蘭變送器的問題,檢測后發現在實驗室內該變送器一切正常。后經仔細觀察現場工藝管道,發現該變送器測量值忽大忽小,經分析認為是水流造成變送器正壓測量數據失真。
  插入式單法蘭液位變送器工作原理圖
  
   如圖2 所示,A 點為冷凝水進口管,B 點為插入式單法蘭變送器安裝位置,進水管道是沿桶的切線方向進水,桶內形成渦流,插入式單法蘭變送器的正壓膜片在漩渦水流中,水流的沖擊造成變送器正壓測量點壓力不穩定,測量數據失真。由于蒸汽冷凝水桶屬于壓力容器,不能隨意開口改造,所以解決問題的途徑只能是更換變送器。如圖3 所示,A 點和B 點與圖2 相同,C 處為罐壁到取壓點之間的一塊靜水域,這塊靜水域的存在,隔離了罐內渦流與平法蘭液位變送器正壓膜片,使變送器在B 點測量出的壓力是不受漩渦水流影響的桶內水壓。我公司在確定好方案后, 通過與廠家聯系, 將插入式單法蘭液位變送器全部返廠改裝成平法蘭液位變送器,通過改造,徹底消除了冷凝水平衡桶液位數據失真的情況,目前該儀表運行平穩。

平法蘭液位變送器工作原理圖

4 結束語
    無論是插入式單法蘭液位變送器還是平法蘭液位變送器歸根結底都屬于差壓變送器, 其測量液位的原理都是通過公式P=ρgh 計算出介質在滿液位時的壓強, 然后將變送器的量程負遷移后通過差壓計算容器內液位的高度。所以,只有壓力測量準確了,液位才有可能是正確的。插入式單法蘭液位變送器的優點是在黏度高,顆粒大的介質中不易發生堵管現象, 但在應對流體沖擊較為嚴重的環境中還是顯得有些乏力。綜上所述,在儀表選型過程中, 我們不單要考慮儀表的價格、品牌、材質等問題, 重點考慮儀表所在區域的工況是否能夠讓其穩定可靠運行也是至關重要的。

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