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用隔膜密封式差压变送器测量密闭贮罐液位
 
某公司九阳罐区使用了9台隔膜密封式差压变送器对甲胺/DMF系统的产品贮罐液位进行测量,但由于远传仪表存在问题,其液位指示一直低于现场就地液位计指示,这给操作室工艺人员判断现场贮“罐的实际液位带来了很大的麻烦,往往需要操作人员亲自去现场核实后才能实施物料进哪个贮罐。为保证远传仪表与现场就地液位计一一对应,为工艺操作人员及时提供准确的操作参数,保证化工生产的安全稳定运行,经认真研究,提出了切实的解决方案,实施后效果令人满意。
 
1.隔膜密封式差压变送器的工作原理
隔膜密封式差压变送器由差压变送器、毛细管和带密封隔膜的双法兰组成。密封隔膜的作用是防止管道中的介质直接进入差压变送器,它与变送器之间靠注满液体(一般采用硅油)的毛细管连接起来,膜片受压后产生微小变形,变形位移或频率通过毛细管的液体传递给变送器,由变送器处理后转换成输出信号。该变送器可用于测量液体、气体和蒸汽的流量、液位、密度和压力。
 
2.隔膜密封式差压变送器隔膜密封部的正确安装
隔膜密封式差压变送器隔膜密封部的正确安装是仪表测量准确的前提条件。液罐侧的过程法兰、垫圈是用户自备的,因此在选择垫圈时一定要考虑物料的腐蚀性,还要确保垫圈的内径大于隔膜密封圈面,如果使用垫圈内径小于隔膜垫圈内径,垫圈可能影响隔膜的正常动作而引起误差。进行液罐的液位测量时,ZUI低液位(零点)应设定在距离高压侧膜片密封部的中心50mm以上的地方。按HIGH以及LOW标所示,将法兰隔膜部安装在液罐的高、低压侧。为减小环境温度差的影响,可将高压侧的毛细管束在一起并固定,以防止风以及振动等的影响(超长部分的毛细管应卷在一起固定)。安装作业过程中,尽可能地不要对膜片密封部施加封入液的落差压。注意不要损伤接液膜片的表面。由于膜片面凸起约1mm,如果将膜片面朝下放置则可能弄伤膜片表面。不要扭曲,挤压毛细管,也不要对它施加过大的应力。安装密封部时毛细管村套管朝下。变送器的安装位置尽量在高压侧远传法兰隔膜密封部的下方。
 
3.隔膜密封式差压変送器的迁移量
对差压变送器来说需不需要正负迁移(主要是测量液位时用到),关键在于变送器就位后,在液位处于仪表零位(工艺设计ZUI低液位)时,分析差压变送器正、负压室受力情况,若正压室压力大于负压室压力,即压差为正差压,则需零位正迁移(零位下调),反之则需零位负迁移(零位上调)。
双法兰液位计的负迁移量,主要是迁移掉负压室法兰高于正压室法兰那段毛细管液柱压差△p。若仪表零位就在正压室法兰处,则负迁移量就是△p;若仪表零位在正压室法兰以上h距离,则负迁移量为△p-phg,若此时控制液位范
围为H,则考虑迁移量后的测量范围为-(△p-phg)~-(△p-phg)+pHg。双法兰液位计负迁移量等于两法兰间距乘以毛细管中硅油密度。
 
4.仪表选择量程时考虑的问题及安装使用后存在的问题
EJA型隔膜密封式差压变送器有2种测量量程的膜盒:M型25~100kPa;H型25~500kPa。根据设计院出具的仪表数据表对仪表进行选型。为提高仪表测量精度,保证仪表长期工作在测量量程的1/3~2/3,选择M型膜盒的差压变送器。根据设计院的设计,罐区产品贮罐预留液位计法兰间距为11.6m,数据表仪表量程为0~100kPa,使用说明书的仪表测量范围为-100+200kPa,实际测量液位时仪表需要负迁移。
仪表负迁移量Po=Hog
量程△=Hpg
范围-Hpog~(Hpg-Hpog)
式中P0-负迁移量,kPa
H一测量高度,mm;
po一毛细管充灌液密度,g/cm3;
g一重力加速度,m/s2
p一被测介质密度,g/(cm3。
H=11.6m,p0=1.07g/cm,代入公式计
算可得;仪表负迁移量为121.6kPa。但由于仪表测量范围的限制,用手操器设置时仪表负迁移量ZUI大能设置到-107.79kPa,因此不可避免地就会出现仪表测量值与实际液位之间的误差。
 
5.远传液位仪表与现场就地显示仪表刻度不符合的解决方案
提高仪表零位与实际液位相对照的原则:现场远传仪表下限值设置到-107.79kPa,再计算
出下限值对应的实际液位高度,即仪表零位对应的液位高度距下法兰中心的距离。根据公式P0=HP0g计算算,P0=107.79kPa时,H=10.28m,所以仪表负迁移至-107.79kPa时对应的液位高度为1.32m,这就是说当液位指示0时,实际液位高度为1.32m。仪表量程计算时按照贮罐法兰间距为10.28m计算,H=10.28m实际液体密度p=0.616g/cm',g=9.8m/s2,根据公式△p=Gpg,计算出仪表量程为62.058kPa,因此仪表实际测量范围为:-107.79-45.732kPa。调整后仪表对应的液位:当仪表指示100%时,液位高度是设备上法兰中心位置1.6m;当液位指示0时,液位高度是设备下法兰中心位置以上1.32m。
 
6.结语
通过对远传液位计的测量原理进行分析和仪表准确度的调试,以及现场设备测量范围的确定,隔膜密封式差压变送器终于在07年9月投人正常使用,使用过程中没有出现过指示不正常,与现场就地液位仪表指示一致,减少了现场操作人员的工作量,为生产工艺调整提供了可靠的操作参数。