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分析单法兰液位变送器在密闭容器中的应用

发布日期:2014-02-26  来源:  作者:  浏览次数:
【导读】:单法兰液位变送器在化工企业是一种常见的测量液位的仪器,分插入式和平法兰两种.一般敞口容器应用较多,密闭容器中选用单法兰变送器时需要考虑容器中介质的流向,变送器的选型对测量精度也起着决定性的作用......

摘要:单法兰液位变送器在化工企业是一种常见的测量液位的仪器,分插入式和平法兰两种。一般情况下敞口容器应用较多,密闭容器中选用单法兰变送器时需要考虑容器中介质的流向,变送器的选型对测量精度也起着决定性的作用。

1 概述
    单法兰液位变送器是一种直接安装在管道或容器上的现场变送器。单法兰液位变送器可对各种容器进行液位、密度的精确测量,分为平法兰和插入式法兰两种,由于隔离膜片直接与液体介质相接触,无须将正压侧用导压管引出,因此适用于高温、高粘度、易结晶、易沉淀和强腐蚀等介质的测量。
    目前对密闭容器中的液位测量办法很多,常见的测量仪表有磁翻板液位计双法兰差压变送器、单法兰差压变送器、差压变送器、雷达液位计等等。磁翻板液位计在某些环境下易失去磁性导致液位计失灵;雷达液位计精度高,但投资较大,同时在投运初期由于信号干扰源较多, 对测量影响较大,需要频繁切除虚假信号;差压变送器成本较低,测量精度高,干扰源少,所以用差压原理测量密闭容器中的液位比较常用。

2 单法兰液位变送器
  单法兰变送器分插入式和平法兰两种,两种变送器的测量原理和安装方式基本相同,但不同的工艺条件对变送器的测量数据影响是非常大的。以制盐行业蒸汽冷凝水闪发桶为例(见图1),A 为蒸汽冷凝水进口,B 为闪发蒸汽出口,C 为单法兰变送器安装位置,D 为蒸汽冷凝水排水管道,E 点为单法兰变送器的负压侧取压点。在仪表选型过程中,我们往往会忽略水流对压力的影响,若A 点与桶切线垂直,则桶内的水不会形成漩涡,但从A 点下落的水柱会影响到C 点压力的测量, 造成单法兰变送器正压侧测量数据不稳定;若A 点与桶切线不垂直,则桶内水会形成漩涡,无论C 点在什么位置,都会造成单法兰变送器的正压侧测量数据失真。考虑到蒸汽冷凝水的闪发效率,一般情况下都采用A 点与桶切线方向平行的进口方式,如此桶内必然会形成漩涡,变送器的选型问题至关重要。
 蒸汽冷凝水闪发桶示意图 
  
3 插入式单法兰变送器与平法兰变送器
  我公司在开始选型的时候由于没有注意到水流对压力的影响,选用的插入式单法兰变送器在投入使用后液位经常性偏低, 由于液位计不准确,自动调节液位的调节阀无法正常投用,只有靠操作工在现场观察玻璃管液位计进行桶内液位调节,增加工作量不说,液位控制的也不好,闪发效率低下,给生产造成了很大的影响。开始怀疑是单法兰变送器的问题,检测后发现在实验室内该变送器一切正常。后经仔细观察现场工艺管道,发现该变送器测量值忽大忽小,经分析认为是水流造成变送器正压测量数据失真。
  插入式单法兰液位变送器工作原理图
  
   如图2 所示,A 点为冷凝水进口管,B 点为插入式单法兰变送器安装位置,进水管道是沿桶的切线方向进水,桶内形成涡流,插入式单法兰变送器的正压膜片在漩涡水流中,水流的冲击造成变送器正压测量点压力不稳定,测量数据失真。由于蒸汽冷凝水桶属于压力容器,不能随意开口改造,所以解决问题的途径只能是更换变送器。如图3 所示,A 点和B 点与图2 相同,C 处为罐壁到取压点之间的一块静水域,这块静水域的存在,隔离了罐内涡流与平法兰液位变送器正压膜片,使变送器在B 点测量出的压力是不受漩涡水流影响的桶内水压。我公司在确定好方案后, 通过与厂家联系, 将插入式单法兰液位变送器全部返厂改装成平法兰液位变送器,通过改造,彻底消除了冷凝水平衡桶液位数据失真的情况,目前该仪表运行平稳。

平法兰液位变送器工作原理图

4 结束语
    无论是插入式单法兰液位变送器还是平法兰液位变送器归根结底都属于差压变送器, 其测量液位的原理都是通过公式P=ρgh 计算出介质在满液位时的压强, 然后将变送器的量程负迁移后通过差压计算容器内液位的高度。所以,只有压力测量准确了,液位才有可能是正确的。插入式单法兰液位变送器的优点是在黏度高,颗粒大的介质中不易发生堵管现象, 但在应对流体冲击较为严重的环境中还是显得有些乏力。综上所述,在仪表选型过程中, 我们不单要考虑仪表的价格、品牌、材质等问题, 重点考虑仪表所在区域的工况是否能够让其稳定可靠运行也是至关重要的。

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