電容式液位變送器在合成高壓液位測量的應用

作者：金湖聯(lián)儀自控設備有限公司 資料提供：江蘇泰州化肥廠 劉大成 供稿時間：2011-5-22

摘要：本片分析常規(guī)浮筒液位變送器無法用于合成氨分、冷交高壓液位測量的原因。并且著重簡分析了插入式高壓電容式液位變送器成功應用液位測量兼控制的理論與實踐經(jīng)驗，以及其效果分析。

引言

幾年前，我泰州化肥廠（以下簡稱“我廠”）裝設得合成氨分、冷交的高壓液位測控系統(tǒng)是按照傳統(tǒng)得通用設計和常規(guī)選型。當時，液位計選用了某儀表廠的氣動高壓浮筒液位調節(jié)變送器，調節(jié)閥采用ZMBS-320K  Dg6 C=0.1 ，配套以氣動調節(jié)記錄儀及副線板，組成控制系統(tǒng)。如下圖所示。

為了便于維護檢修，每套系統(tǒng)總共用10只Dg10的高壓閥、4個標準三通、3個彎頭、20對高壓法蘭、60條高壓螺栓、100個高壓螺母以及5m￠24*6高壓管。

也為了延長高壓調節(jié)閥得使用壽命，保證調節(jié)效果，采用2只高壓調節(jié)閥串聯(lián)方案。但是發(fā)現(xiàn)，整個系統(tǒng)是比較繁瑣，投資成本也較高，維護檢修成本也會隨之增高。每套設備投資成本再10000多元（幾年前）。

可就是這樣的設備，在系統(tǒng)安裝之后，由于液位檢測反應不準，一直也未能正常投入使用。

1、  原因分析

我廠合成氨生產(chǎn)中得氨分離器，冷交換器等高壓容器中的液位檢測，按常規(guī)方式采用連通管形式(浮簡式液位計等)設計安裝的液位檢測裝置無法正常工作的現(xiàn)象。據(jù)調查，在小化肥廠普遍存在.

        造成這種現(xiàn)象的原因是:氨分、冷交等商壓氣液分離器井不是簡單的空簡容器，工作壓力高達32MPa，其中都裝有結構形式不同的分離內(nèi)件.而這些高壓容器的外筒采用多層卷板焊接·不允許在筒體上開孔。因此作為液位檢側儀表安裝的氣相、液相預留接口.均開在整體鍛造的高壓容器上、下封頭上.即氣相接口在上封頭，液相接口在下封頭.

        眾所周知。高壓介質流經(jīng)設備后，因設備阻力的影響，在設備進出口將出現(xiàn)壓差。該壓差的大小與設備結構、流通截面、介質流量等因素有關，并隨介質流景變化而變化.以我廠氨分離器為例。介質進入容器后流經(jīng)分離內(nèi)件，進行氣液分離，液氨積存在氨分底部作為產(chǎn)品排出.氣體則從容器上端的出口引出氨分進入后一級裝置。而我廠的氨分、冷交的液位檢側接口‘液相、氣相)正好位于分離段的兩側，分離段產(chǎn)生的壓差也正好作用于液位計氣液相接口之上.據(jù)測量.分離段的壓差在滿負荷時可高達幾米至十兒米水柱.隨氨分、冷交設備結構及介質進口位置及在分離段內(nèi)的流向不同可能出現(xiàn)兩種情況:一種是分離段壓差值的正壓側作用于液位上方而負壓側作用于液位計氣相接口上.此時.由液位計氣相、液相引出的。是容器中實際液位與分離段所產(chǎn)生的壓差的正向疊加量。一般浮筒液位變送儀表的側最范圍僅在I米之內(nèi).因此.只要容器底部稍有一點液體，在壓差作用下很快充滿外接液位計4浮筒)的連通管內(nèi)，使液位計顯示滿液位。除非容器中液位徹底排空，否則不論其中液位如何變化，外接浮簡液位計總是顯示滿量程。另一種情況是內(nèi)件的壓差正壓側作用于液位計氣相接口.負壓側作用于容器中液位上方.內(nèi)件壓差與液位徽值反向登加.因受內(nèi)件壓差作用，不論容器中液位如何變化，即使液位已充滿容器甚至帶液，液位計顯示總為零。

        我廠原裝氨分、冷交氣動浮簡液位測量系

統(tǒng)之所以不準.仍屬于前者類型. 3改進措施

    本公司經(jīng)過理論和實踐分析，決定重新改造合成氨分、冷交液位檢測自控系統(tǒng).采用《化肥工業(yè)》、《小氮肥》編輯部重視與推廣的LY-700內(nèi)裝式電容式高壓液位變送器.從氨分、冷交的液相孔直接擂入設備中檢測其液位.用等離子雙光柱數(shù)字顯示儀《帶上、下限報替) 顯示液位變化，液位上、下限報警和調節(jié)閥閥位由簡易電子調節(jié)器進行自調。因原有的氣動高壓調節(jié)閥裝上后從未使用.為節(jié)約投資，擬暫時仍用其進行調節(jié)。