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单法兰隔膜差压ope电竞官网在两级气柜液位计的运用
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单法兰隔膜差压ope电竞官网在两级气柜液位计的运用

时间:2015-09-15

 摘要:气柜液位是制乙炔装置自动化生产线中重要的测量参数。传统的测量方法采用钢带式液位ope电竞官网,目前我厂采用单法兰隔膜差压ope电竞官网测量乙炔气柜液位,从使用情况及日常维护等方面都收到了很好的效果。nCU压力ope电竞官网_差压ope电竞官网_液位ope电竞官网_温度ope电竞官网

 
概述
    在我厂乙炔装置生产中,乙炔气柜、裂解气气柜是整个乙炔装置生产工艺的重要组成部分,气柜液位的测量带有高低连锁,是生产自动化控制中的重要环节。气柜液位计的测量稳定,关系后系统运行的稳定,是一个关键的测量参数。
 
1、原液位测量方式
    我厂乙炔装置中,气柜是湿气式气柜,设置水槽,采用水密封形式,柜体由两级塔组成,即钟罩(一塔)、中节Ⅰ(二塔),柜体随着柜内气体容量的变化而升降。气柜液位的测量方法原采用的钢带式液位ope电竞官网来测量气柜液位。如图1。钢带式液位ope电竞官网包括钢带机构、位移传动机构、ope电竞官网三部分。液位计安装在气柜下,钢带机构中钢绳一端固定在气柜顶部,钢带机构中钢带另一端通过导轨与液位计连接。随着气柜的升降,钟罩带动钢带,钢带的移动带动了液位计中的位移传动机构,其中的传动齿轮将液位变化通过藕合器传递给ope电竞官网的电位器,由液位的变化引起的电阻值变化,产生4-20mADC输出,由此测得气柜液位。
 原先的钢带液位计测量安装示意图
钢带式液位计存在的问题:
(1) 液位计随着液位升降,钢带反复拉动ope电竞官网的电位器轴旋转,导致电位器磨损、损坏,经常出现指示波动,致使液位计成为乙炔、裂解气柜正常工作的隐患。
(2) 液位计钢带导管(钢管) 突出空中过高,夏季雷雨期易成为雷击点,容易被雷击。
(3) 传动机构经常卡涩。
(4) 气柜漂移、风吹等因素影响,钢绳容易脱轨,出现卡死。
(5) 钢带式液位计结构复杂,采用的VAREC产品,备件周期长,价格昂贵,成本高。
 
针对以上问题,采取了措施进行处理:
(1) 电位器更换,但使用半年之后,该出现又问题。
(2) 在气柜顶部加装避雷针,并在ope电竞官网表壳安装防雷接地线,可以达到避雷效果。
(3) 经常派人使用、扭动复位装置,并加油润滑。
(4) 钢绳卡死后,联系大吊车,已经处理了3次,大吊车费用比较高。
(5) 产品更换,用国产的相近代替,但是使用半年后出现上述第1项问题。
 
    乙炔气柜、裂解气气柜是整个乙炔装置生产工艺的重要组成部分,气柜液位的测量带有高低连锁,是生产自动化控制中的重要环节。鉴于以上原因,我们对液位计进行改型,采用了单法兰隔膜差压ope电竞官网来测量。
 
 
2 现液位测量方式
2.1 差压ope电竞官网工作原理
     来自双侧的压力直接作用于ope电竞官网传感器双侧隔离膜片上,通过膜片内的密封液(一般为硅油) 传导至测量元件上,测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器,经过放大等处理变为标准电信号(4-20mA DC的直流电流) 输出。
 差压ope电竞官网工作原理示意图
 
ope电竞官网的差压公式:
ΔP=P+-P-
根据差压公式,只要有压差,那么差压ope电竞官网就可以正常工作了。
 
2.2 差压ope电竞官网测量液位
    压力是垂直作用在物体单位面积上的力,物理学上称为压强,用P表示,单位为帕斯卡,用Pa表示。
 
    液体压强产生的原因:是由于液体受到重力。
    液体压强特点:(1)液体对容器底和壁都有压强,(2)液体内部向各个方向都有压强;(3)液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;(4)不同液体的压强还跟密度有关系。
 
    液体压强计算公式:P=ρgh (ρ为液体密度,单位是千克/米3;g为9.8牛/千克;h为深度,指液体自由液到液体内部某点的竖直距离,单位是米)。
    根据液体压强公式可得,液体的压强与液体的密度和深度有关,而与液体的体积和质量无关。根据帕斯卡定律:液体的流动性,加在密闭液体任一部分的压强,必然按其原来的大小,由液体向各个方向传递。则液体某一点压力的公式是P=P0+,P0 为容器内压力,ρgh 为液体压力。对于已知的液位,ρ、g为常数,P0不变,该点的压力(压强) 就与液体高度有关,即压力(压强) 随液体深度的增加而增大。如图3所示,液体内A、B、C三点,A、B点为同一深度,C点比A、B点深度要深,则三点的压力关系:A点压力PA=B点压力PB,C点压力PC>A点压力PA。
 
 未标题-3.gif
 
利用液体自身重力的影响,在不同高度的压力不同,产生压力差。用压力差来推算出液体的高度,这就是应用差压ope电竞官网来测量液体的液位。如图4所示。ope电竞官网的差压公式:
ΔP=P+-PP+=
ρgh+P0;P-=P0
ΔP=P+-P-=ρgh+P0-P0=ρgh
应用差压变送 器来测量液体的液位的示意图
 
    由于化工工厂有些液体介质存在有毒、有害、易燃、易爆、易腐蚀等对人体伤害的性质,为了安全,则采用法兰隔膜将介质隔离,法兰与ope电竞官网之间有毛细管连接,毛细管内充满硅油。测量液位的隔膜差压ope电竞官网类型:双法兰隔膜差压ope电竞官网、单法兰隔膜差压ope电竞官网等。
 
2.3 单法兰隔膜差压ope电竞官网的应用
    在敞口容器中,测量液位多数采用单法兰隔膜差压ope电竞官网来测量,图5。ope电竞官网的差压公式:
ΔP=P+-P-;P+=ρgh+ρ(硅油)gh1+P(大气压);P-=P大气压
ΔP=P+-P-=ρgh+ρ硅油gh1
 
    在上述公式中,在液位高度h为零液位,差压值ΔP为ρ硅油gh1,不为零,这是由于毛细管内硅油液体压力的影响,这就需要迁移,目的是保证实际液位在零液位时,ope电竞官网输出也为零,迁移量为ρ硅油gh1。迁移量>0,为正迁移;迁移量<0,为负迁移。
 测量液位多数采用单法兰隔膜差压ope电竞官网来测量
从迁移量公式中得,由于硅油自重的影响,在零液位时,
如果存在以下情况,则迁移量也有所不同:
(1) 设定的零液位时法兰的安装高度不同。
(2) ope电竞官网安装位置高度发生变化。
(3) 法兰随着设备安装高度升降,而ope电竞官网固定不动。
 
     为了进一步了解毛细管内硅油压力的作用,做一个这样的实验:单法兰隔膜差压ope电竞官网固定好,负压侧与大气相通,正压
侧与单法兰隔膜毛细管相连,电路部分连接好,用电流表串接在电流回路中检测ope电竞官网的输出。实验者手举单法兰上下移动,差压ope电竞官网输出电流也跟着变化。这一实验表明,由于毛细管内硅油液体受到重力的作用,产生了液体压力,单法兰隔膜差压ope电竞官网在没有外加压力下,差压ope电竞官网的差压值由毛细管内硅油液体压力产生,并随着高度增加而增大。
     利用这一实验,目前我厂采用单法兰隔膜差压ope电竞官网来测量气柜液位。安装如图6所示。
     
     单法兰隔膜差压ope电竞官网固定在二级检修平台上,负压侧通大气,正压侧采用单法兰隔膜毛细管连接,法兰固定在钟罩顶部,ope电竞官网正压侧的压力即为毛细管内硅油自重产生的压力,隔膜随着气柜升降,差压ope电竞官网的输入压力也随之而变,产生4-20mADC输出,由此测得气柜液位。
 采用单法兰隔膜差压ope电竞官网来测 量气柜液位的安装示意图
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.ope电竞官网的差压公式:
ΔP=(P+)-(P-)
(p+)=【ρ(硅油)gh】+P大气压
(P-)=P大气压
ΔP=P+-P-=(ρ硅油gh+P大气压) -P大气压=ρ硅油gh
 
     我厂气柜液位测量高度为18米,则测量量程:ΔP=ρ硅油gh=0.93*1000*9.8*18=164.052kPa
     硅油密度ρ取0.93*1000kg/m3,g~9.8牛/千克
     在液位高度h为零液位时,硅油自重的影响,差压值ΔP=【ρ(硅油)gh1】不为零,这就需要迁移,保证ope电竞官网输出为零。在气柜液位高度h为零液位时,法兰隔膜低于ope电竞官网安装位置,迁移量<0,需要负迁移。假如ope电竞官网固定在气柜液位的中点位置,h1=9米,迁移量=ρ硅油gh1=0.93*1000*9.8*(-9) =-82.026kPa,ope电竞官网的组态测量范围:-82.026~82.026kPa。
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