在石油化工行業(yè)的罐區(qū)，儲罐種類繁多，包括:球罐、內(nèi)浮頂罐和固定頂罐。儲罐的容量大小不等。存儲的介質(zhì)有粘度大且流動性差的原油和渣油，有介電常數(shù)較小的液化烯烴，有腐蝕性強的酸性物質(zhì)等。對于這些儲罐的液位測量，常用的有法蘭式法蘭式差壓變送器、雷達法蘭式差壓變送器、伺服法蘭式差壓變送器和光導法蘭式差壓變送器，筆者分別介紹各類法蘭式差壓變送器的原理、特點以及在石化罐區(qū)不同儲罐和不同介質(zhì)中的適用性，以獲得更加準確的測量結(jié)果，保證裝置的正常和安全生產(chǎn)。

法蘭式法蘭式差壓變送器

        單法蘭法蘭式差壓變送器是根據(jù)液位產(chǎn)生的壓力與液位高度成正比的原理進行液位測量的，通過壓力反映液位的高度H，即H = p /ρg，其中ρ 是介質(zhì)密度，p 為液體產(chǎn)生的壓力。可見，液位的高度和介質(zhì)的密度有關(guān)聯(lián)，但密度往往隨溫度變化而變化，從而使液位也發(fā)生變化。表1 是乙醇壓力為50kPa 時，在不同溫度下對應(yīng)的液位高度?？梢钥闯?，不同溫度導致密度不同，對液位高度的測量結(jié)果影響也很大。

        對于帶壓儲罐，單法蘭法蘭式差壓變送器不再適用。儲罐底部的壓力是罐內(nèi)壓力與液體產(chǎn)生壓力之和，單法蘭法蘭式差壓變送器無法區(qū)分是液位變化還是儲罐內(nèi)壓力變化引起的液位高度變化。在這種情況下可使用雙法蘭法蘭式差壓變送器，在儲罐頂部氣相空間的位置設(shè)置一個取壓口，通過上下兩個取壓口之間的壓力差來測量液位。單﹑雙法蘭法蘭式差壓變送器的價格比雷達法蘭式差壓變送器、伺服法蘭式差壓變送器和光導法蘭式差壓變送器要便宜得多，對于液位測量要求不高的儲罐建議采用此類法蘭式差壓變送器。

        另外，不同型號的單、雙法蘭法蘭式差壓變送器都適用于粘稠、易結(jié)晶、強腐蝕或劇毒性的介質(zhì)。錦州開元石化有限責任公司的2 000m3 的渣油常壓儲罐，由于工藝對液位測量精度要求不高，就使用的是插入筒式單法蘭法蘭式差壓變送器，現(xiàn)場使用狀況良好

1-差壓液位變送器的取源閥;2-冷凝容器;3-差壓變送器;4-就地法蘭式差壓變送器;H-液位變化范圍;h-差壓變送器的上下取源口距離(圖1中);h1-冷凝容器取源口與差壓變送器上取源口距離(圖2中);h2-冷凝容器取源口與差壓變送器下取源口距離;M-變送器下取源口與差壓變送器正壓口之間的距離;L-ZUI低液位與差壓變送器下取源口距離由圖可以看出:

h= h1+h2     (1) 

假定:γ1為被測介質(zhì)在操作溫度、壓力下的比重;γ2為隔離液或工藝泠凝液比重;γ3為差壓變送器下取源口至差壓變送器正壓口之間的被測介質(zhì)在環(huán)境溫度下的比重(忽略設(shè)備上部氣相介質(zhì)的影響)。設(shè):差壓變送器量程為p1,負遷移量為p2。圖1:(正確安裝的測量結(jié)果)

P1=γ1 *H      (2)

P2=γ2*(h+M)-γ1*L-γ3*M      (3)

遷移后的量程范圍(對應(yīng)0~1 0 0%):-P2~-P2+P1      (4)

將等式(2)、(3)代入整理后得

γ1*L+γ3*M-γ2*(h+M)~γ1*(L+H)+γ3*M-γ2-(h+M)       (5)

從上式可以看出:各參數(shù)都是固定的,從設(shè)計到施工調(diào)校都能準確無誤的完成,確保測量結(jié)果與實際液位的一致性圖2:(不正確安裝的測量結(jié)果)

P1=γ1*H   同等式(2)   p2=γ2*(h2+M+h1*Y)-γ1*L-γ3*M      (6)

遷移后的量程范圍(對應(yīng)0~1  00%)-P2~+-P2+P1   同等式(4)   將等式(2)、(6)代入整理后得

γ1*L+γ3*M-γ2*(h2+M+h1*Y)~γ1*(H+L)+γ3*M-γ2*(h2+M+h1*Y)      (7)

Y為h1的液位系數(shù),其值為0~1,在開車的ZUI初階段冷凝液在h1段的液位為0,即Y的值為0;隨著工藝裝置生產(chǎn)時間的延長,工藝冷凝液在h1段的液位逐漸升高,即Y值逐漸增大到1。由于Y值從0增大到1的時間難以預(yù)測,而現(xiàn)場施工調(diào)試時往往忽略了這一變化過程,簡單地認為Y值為0(調(diào)試時的值),且固定不變。將Y=0代入等式(6)得調(diào)校后的實際負遷移量為P2=γ2*(h2+M)-γ1*L-γ3*M      (8)

與等式(6)相比負遷移量的值減少了γ2*h1*Y將Y=0代入等式(7),得調(diào)校后的實際量程范圍為

Y1*L+γ3*M-γ2*(h2+M)~γ1*(H+L)+γ3*M-γ2*(h2+M)

經(jīng)數(shù)學整理分析(在此不作贅述)后可知:儀表測量結(jié)果因此比實際液位值偏小。相對誤差為

γ2*h1*Y*100/γ1*H%      (10)

為了說明錯誤安裝方法的影響程度,先作如下假設(shè)γ1=γ2=γ3=1(與水的比重),h1的值根據(jù)安裝的實際情況一般為200mm。工藝裝置運行段時間后Y值為1。將此假設(shè)代入等式(10)得相對誤差為20000/H%      (11)

當液位范圍是0~2000mm時,相對誤差為10%。正常的可接受的系統(tǒng)測量誤差約為量程的(1~2)%,錯誤的安裝導致誤差太大在實際的工程設(shè)計施工過程中的分工如圖1~2的分工線所示:p代表管道布置,1代表儀表。由儀表綜合工藝條件后向管道布置提出系統(tǒng)條件,從工藝設(shè)備到差壓變送器和就地指示法蘭式差壓變送器的取源根部閥部分的測量管路由管道布置負責設(shè)計,從取源根部閥到差壓變送器和就地指示法蘭式差壓變送器的測量管路由儀表負責設(shè)計。因此,管道布置和儀表兩個及施工單位都應(yīng)注意:儀表取源口應(yīng)水平敷設(shè),按垂直角度敷設(shè)會導致很大的測量誤差。

西安華恒儀表制造有限公司坐落于美麗的秦嶺北麓比鄰太平森林公園入口——西安市*開發(fā)區(qū)科技企業(yè)加速器，一個將科技企業(yè)由外延式擴張進入內(nèi)涵式擴張的助推器。同時以西安高新產(chǎn)業(yè)儀表基地為依托，是專業(yè)從事工業(yè)自動化儀表及系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)的*。
 
公司擁有一支的高層次專業(yè)技術(shù)團隊，公司現(xiàn)有員工108人，包括研發(fā)人員13人，客座教授3名，工藝師3人，工程師5人，工程技術(shù)人員23人，專職檢驗員6人。其中包括經(jīng)驗豐富的技術(shù)開發(fā)、工藝設(shè)計和質(zhì)量管理人員。主要技術(shù)人員先后多次接受過美國ROSEMOUNT公司的技術(shù)培訓，有三十多年的儀器儀表生產(chǎn)及研發(fā)經(jīng)驗。早在上世紀九十年代初期，已經(jīng)開始致力于HART協(xié)議儀表的探索和研發(fā)，是國內(nèi)智能儀表及HART協(xié)議技術(shù)的*，者。近年來，公司又與西安交通大學、西北工業(yè)大學和西安理工大學等高校建立了緊密的技術(shù)合作關(guān)系，合作項目有油氣兩相流，多相流，高性能發(fā)動機測試，風洞試驗裝置等項目。
 
公司的主要產(chǎn)品有SMART斯瑪特系列壓力變送器、液位（界位）儀表、流量計、溫度傳感器和多參量變送器，產(chǎn)品計量資質(zhì)，防爆資質(zhì)齊全，整個生產(chǎn)系統(tǒng)通過ISO9000質(zhì)量認證體系認證。研發(fā)的智能磁致伸縮液位變送器，雙隔離靜壓式水準儀，風荷載變送器等產(chǎn)品獲得多項發(fā)明，得到市場的*。
 
公司采用多元化的經(jīng)營思想，在生產(chǎn)經(jīng)營工業(yè)自動化儀表及裝置的同時，也在儀表控制系統(tǒng)集成，儀表及設(shè)備成套，安裝調(diào)試及維修服務(wù)，技術(shù)培訓及咨詢等方面有突出的業(yè)績。代表項目有在彩虹集團玻璃燒結(jié)動能控制系統(tǒng)，漢江藥業(yè)鍋爐技術(shù)改造等。
 
公司憑借專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，可靠穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量，堅持大限度的滿足用戶的需求是企業(yè)發(fā)展的動力源泉，以專業(yè)的服務(wù)為我國電力、石油、化工、冶金、水泥、礦業(yè)、市政、造紙等行業(yè)提供了高性能價格比的工業(yè)自動化儀表產(chǎn)品。為我國自動化儀表的發(fā)展做出了重要貢獻。

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