雙室平衡容器在大慶乙烯裂解爐汽包液位測(cè)量上的應(yīng)用

于繼臣

摘要簡(jiǎn)述雙室平衡容器各主要部件組成、作用、測(cè)量原理、工作特性、測(cè)量過(guò)程中補(bǔ)償原理的建立及在大慶乙烯裂解爐汽包液位實(shí)際測(cè)量中保溫伴熱的要求及維護(hù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞汽包液位測(cè)量；雙室平衡容器；補(bǔ)償

中圖分類(lèi)號(hào)：TK31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0126-01

大慶石化公司化工一廠(chǎng)裂解爐是整套乙烯裝置中的核心裝置，其中裂解爐內(nèi)的汽包更是重要的設(shè)備之一。汽包液位控制的好壞，直接影響整個(gè)乙烯裝置的平穩(wěn)運(yùn)行情況，而汽包液位控制好壞的基礎(chǔ)是汽包液位測(cè)量是否準(zhǔn)確。最初裂解爐內(nèi)汽包液位測(cè)量一次元件為直接取壓的普通差壓變送器，正常操作情況下，測(cè)量誤差在15%~20%左右，如果在特殊情況下，誤差將會(huì)更大，造成整個(gè)系統(tǒng)波動(dòng)，嚴(yán)重影響整個(gè)裝置的安全生產(chǎn)。為了消除因液位測(cè)量誤差大而導(dǎo)致整個(gè)乙烯生產(chǎn)裝置的波動(dòng)，所以我們將直接取壓的普通差壓變送器改為雙室平衡容器取壓方式后，然后將相應(yīng)的壓力引入差壓變送器來(lái)測(cè)量汽包的液位。自從該測(cè)量系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)，有效的消除了測(cè)量誤差，從而確保裝置的正常運(yùn)行。

1雙室平衡容器的組成及作用

1.1 雙室平衡容器的組成

雙室平衡容器事是由凝汽室、基準(zhǔn)杯、溢流室和連通器四部分構(gòu)成，結(jié)構(gòu)合理，構(gòu)思巧妙，在裂解爐汽包液位測(cè)量上具有溫壓補(bǔ)償能力，雙室平衡容器的結(jié)構(gòu)如圖1。

1.2 雙室平衡容器組成部件的作用

1）凝汽室的作用是將來(lái)自汽包蒸汽冷凝后形成飽和冷凝水供給基準(zhǔn)杯及后續(xù)環(huán)節(jié)使用。

2）基準(zhǔn)杯的作用是將收集到的飽和冷凝水導(dǎo)入差壓變送器的正壓室，因?yàn)榛鶞?zhǔn)杯的體積有限，冷凝水裝滿(mǎn)基準(zhǔn)杯后流向溢流室。因?yàn)榛鶞?zhǔn)杯杯口高度固定，所以保證導(dǎo)入差壓變送器正壓室壓力的準(zhǔn)確性。

3）溢流室的作用是收集冷凝水，并將多余的冷凝水排入下降管，整個(gè)過(guò)程是連續(xù)動(dòng)態(tài)。在連續(xù)動(dòng)態(tài)過(guò)程中，溢流室與汽包在溫度上保持一致。

4）連通器的作用是將汽包中動(dòng)態(tài)水位產(chǎn)生的壓力，準(zhǔn)確傳遞給差壓變送器負(fù)壓室，與差壓變送器正壓室壓力進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算出汽包液位；另外連通器也可以防止其延伸到汽包之間的管線(xiàn)有凍管現(xiàn)象發(fā)生。

5）變送器差壓計(jì)算。由于凝汽室、基準(zhǔn)杯及其內(nèi)部凝結(jié)水管始終是流動(dòng)的，所以介質(zhì)溫度始終保持不變，因此γw=γ`w， γs=γ`s，具體見(jiàn)如圖1，由于汽包測(cè)量范圍為±300mm，所以容器正壓側(cè)輸出的壓力P+=PJ+320γw+（580－320）γc 容器負(fù)壓側(cè)P-=PJ+（580-hw）γs+hw*γw，雙室平衡容器系統(tǒng)的差壓變送器差壓計(jì)算如下：

ΔP=P+-P-=260γc+320γw-580γs-（γw-γs）hw （1）

（1）式γc會(huì)隨著外界溫度變化而變化，影響液位測(cè)量的準(zhǔn)確性，但是經(jīng)過(guò)雙室平衡容器測(cè)量系統(tǒng)的補(bǔ)償后，對(duì)汽包液位的影響不是很大，產(chǎn)生的誤差可以忽略。

2雙室平衡容器工作特性

通過(guò)查飽和水與水蒸氣密度表后得到各種壓力下飽和水和水蒸氣的密度，將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入（1）式，可以到一系列差壓數(shù)據(jù)，形成下表的數(shù)據(jù)表，具體見(jiàn)表1，通過(guò)表1可以得到雙室平衡容器的工作特性。

表1雙是平衡容器補(bǔ)償參照表

根據(jù)表1，我們首先注意在零水位附近所對(duì)應(yīng)的差壓，只在較小范圍內(nèi)波動(dòng)，壓力變化對(duì)對(duì)測(cè)量值的影響不大，甚至可以忽略不計(jì)。當(dāng)液位遠(yuǎn)離零液位點(diǎn)時(shí)，壓力波動(dòng)對(duì)測(cè)量值的影響就顯現(xiàn)出來(lái)，汽包實(shí)際液位與零點(diǎn)液位差距越大，壓力對(duì)液位測(cè)量值的影響越嚴(yán)重，因此需要雙室平衡容器自身補(bǔ)償功能，才能保證汽包水位測(cè)量的準(zhǔn)確無(wú)誤。

3建立補(bǔ)償步驟

第一步根據(jù)設(shè)備廠(chǎng)家提供汽包及附件資料，確定汽包“零水位”位于連通器水平軸線(xiàn)以上365mm與基準(zhǔn)杯平面下方215mm處。

第二步確定儀表量程，因?yàn)槠繛椤?00mm，并從表一查到相關(guān)數(shù)據(jù)代入（1）使得到ΔPmin=-70.5mm ，ΔPmax=-504mm。

第三步確定數(shù)學(xué)模型，由（1）式推出零水位的汽包水位 h=hw-365mm，所以h =（285.9-ΔP+320γw-580γs）/（γw-γs）-365 （2）

（1）式和（2）式即為汽包補(bǔ)償函數(shù)，補(bǔ)償完成。

4關(guān)于容器保溫問(wèn)題

根據(jù)我們多年的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，雙室平衡容器下降管及凝結(jié)水管等重點(diǎn)保溫伴熱部位，一年四季都必須用廠(chǎng)內(nèi)低壓蒸汽作為保溫伴熱，并保證保溫伴熱溫度恒定，只有這樣才能是裂解爐汽包的液位測(cè)量精度得到保證。

5結(jié)論

自從儀表車(chē)間將雙室平衡容器測(cè)量系統(tǒng)用于裂解爐汽包液位測(cè)量，經(jīng)過(guò)多年來(lái)生產(chǎn)車(chē)間各種實(shí)際工況下的實(shí)際檢驗(yàn)，運(yùn)行非常平穩(wěn)，滿(mǎn)足了工藝車(chē)間各種操作要求，為大慶石化公司化工一廠(chǎng)及下游的分廠(chǎng)安全生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]王博，呂迅.雙室平衡容器引起液位誤差的簡(jiǎn)單分析[J].科技信息，2009（23）.

[2]邊燕梅，劉瑞英.雙室平衡容器在汽包液位測(cè)量中的應(yīng)用[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2014（02）.

endprint

摘要簡(jiǎn)述雙室平衡容器各主要部件組成、作用、測(cè)量原理、工作特性、測(cè)量過(guò)程中補(bǔ)償原理的建立及在大慶乙烯裂解爐汽包液位實(shí)際測(cè)量中保溫伴熱的要求及維護(hù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞汽包液位測(cè)量；雙室平衡容器；補(bǔ)償

中圖分類(lèi)號(hào)：TK31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0126-01

大慶石化公司化工一廠(chǎng)裂解爐是整套乙烯裝置中的核心裝置，其中裂解爐內(nèi)的汽包更是重要的設(shè)備之一。汽包液位控制的好壞，直接影響整個(gè)乙烯裝置的平穩(wěn)運(yùn)行情況，而汽包液位控制好壞的基礎(chǔ)是汽包液位測(cè)量是否準(zhǔn)確。最初裂解爐內(nèi)汽包液位測(cè)量一次元件為直接取壓的普通差壓變送器，正常操作情況下，測(cè)量誤差在15%~20%左右，如果在特殊情況下，誤差將會(huì)更大，造成整個(gè)系統(tǒng)波動(dòng)，嚴(yán)重影響整個(gè)裝置的安全生產(chǎn)。為了消除因液位測(cè)量誤差大而導(dǎo)致整個(gè)乙烯生產(chǎn)裝置的波動(dòng)，所以我們將直接取壓的普通差壓變送器改為雙室平衡容器取壓方式后，然后將相應(yīng)的壓力引入差壓變送器來(lái)測(cè)量汽包的液位。自從該測(cè)量系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)，有效的消除了測(cè)量誤差，從而確保裝置的正常運(yùn)行。

1雙室平衡容器的組成及作用

1.1 雙室平衡容器的組成

雙室平衡容器事是由凝汽室、基準(zhǔn)杯、溢流室和連通器四部分構(gòu)成，結(jié)構(gòu)合理，構(gòu)思巧妙，在裂解爐汽包液位測(cè)量上具有溫壓補(bǔ)償能力，雙室平衡容器的結(jié)構(gòu)如圖1。

1.2 雙室平衡容器組成部件的作用

1）凝汽室的作用是將來(lái)自汽包蒸汽冷凝后形成飽和冷凝水供給基準(zhǔn)杯及后續(xù)環(huán)節(jié)使用。

2）基準(zhǔn)杯的作用是將收集到的飽和冷凝水導(dǎo)入差壓變送器的正壓室，因?yàn)榛鶞?zhǔn)杯的體積有限，冷凝水裝滿(mǎn)基準(zhǔn)杯后流向溢流室。因?yàn)榛鶞?zhǔn)杯杯口高度固定，所以保證導(dǎo)入差壓變送器正壓室壓力的準(zhǔn)確性。

3）溢流室的作用是收集冷凝水，并將多余的冷凝水排入下降管，整個(gè)過(guò)程是連續(xù)動(dòng)態(tài)。在連續(xù)動(dòng)態(tài)過(guò)程中，溢流室與汽包在溫度上保持一致。

4）連通器的作用是將汽包中動(dòng)態(tài)水位產(chǎn)生的壓力，準(zhǔn)確傳遞給差壓變送器負(fù)壓室，與差壓變送器正壓室壓力進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算出汽包液位；另外連通器也可以防止其延伸到汽包之間的管線(xiàn)有凍管現(xiàn)象發(fā)生。

5）變送器差壓計(jì)算。由于凝汽室、基準(zhǔn)杯及其內(nèi)部凝結(jié)水管始終是流動(dòng)的，所以介質(zhì)溫度始終保持不變，因此γw=γ`w， γs=γ`s，具體見(jiàn)如圖1，由于汽包測(cè)量范圍為±300mm，所以容器正壓側(cè)輸出的壓力P+=PJ+320γw+（580－320）γc 容器負(fù)壓側(cè)P-=PJ+（580-hw）γs+hw*γw，雙室平衡容器系統(tǒng)的差壓變送器差壓計(jì)算如下：

ΔP=P+-P-=260γc+320γw-580γs-（γw-γs）hw （1）

（1）式γc會(huì)隨著外界溫度變化而變化，影響液位測(cè)量的準(zhǔn)確性，但是經(jīng)過(guò)雙室平衡容器測(cè)量系統(tǒng)的補(bǔ)償后，對(duì)汽包液位的影響不是很大，產(chǎn)生的誤差可以忽略。

2雙室平衡容器工作特性

通過(guò)查飽和水與水蒸氣密度表后得到各種壓力下飽和水和水蒸氣的密度，將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入（1）式，可以到一系列差壓數(shù)據(jù)，形成下表的數(shù)據(jù)表，具體見(jiàn)表1，通過(guò)表1可以得到雙室平衡容器的工作特性。

表1雙是平衡容器補(bǔ)償參照表

根據(jù)表1，我們首先注意在零水位附近所對(duì)應(yīng)的差壓，只在較小范圍內(nèi)波動(dòng)，壓力變化對(duì)對(duì)測(cè)量值的影響不大，甚至可以忽略不計(jì)。當(dāng)液位遠(yuǎn)離零液位點(diǎn)時(shí)，壓力波動(dòng)對(duì)測(cè)量值的影響就顯現(xiàn)出來(lái)，汽包實(shí)際液位與零點(diǎn)液位差距越大，壓力對(duì)液位測(cè)量值的影響越嚴(yán)重，因此需要雙室平衡容器自身補(bǔ)償功能，才能保證汽包水位測(cè)量的準(zhǔn)確無(wú)誤。

3建立補(bǔ)償步驟

第一步根據(jù)設(shè)備廠(chǎng)家提供汽包及附件資料，確定汽包“零水位”位于連通器水平軸線(xiàn)以上365mm與基準(zhǔn)杯平面下方215mm處。

第二步確定儀表量程，因?yàn)槠繛椤?00mm，并從表一查到相關(guān)數(shù)據(jù)代入（1）使得到ΔPmin=-70.5mm ，ΔPmax=-504mm。

第三步確定數(shù)學(xué)模型，由（1）式推出零水位的汽包水位 h=hw-365mm，所以h =（285.9-ΔP+320γw-580γs）/（γw-γs）-365 （2）

（1）式和（2）式即為汽包補(bǔ)償函數(shù)，補(bǔ)償完成。

4關(guān)于容器保溫問(wèn)題

根據(jù)我們多年的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，雙室平衡容器下降管及凝結(jié)水管等重點(diǎn)保溫伴熱部位，一年四季都必須用廠(chǎng)內(nèi)低壓蒸汽作為保溫伴熱，并保證保溫伴熱溫度恒定，只有這樣才能是裂解爐汽包的液位測(cè)量精度得到保證。

5結(jié)論

自從儀表車(chē)間將雙室平衡容器測(cè)量系統(tǒng)用于裂解爐汽包液位測(cè)量，經(jīng)過(guò)多年來(lái)生產(chǎn)車(chē)間各種實(shí)際工況下的實(shí)際檢驗(yàn)，運(yùn)行非常平穩(wěn)，滿(mǎn)足了工藝車(chē)間各種操作要求，為大慶石化公司化工一廠(chǎng)及下游的分廠(chǎng)安全生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]王博，呂迅.雙室平衡容器引起液位誤差的簡(jiǎn)單分析[J].科技信息，2009（23）.

[2]邊燕梅，劉瑞英.雙室平衡容器在汽包液位測(cè)量中的應(yīng)用[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2014（02）.

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摘要簡(jiǎn)述雙室平衡容器各主要部件組成、作用、測(cè)量原理、工作特性、測(cè)量過(guò)程中補(bǔ)償原理的建立及在大慶乙烯裂解爐汽包液位實(shí)際測(cè)量中保溫伴熱的要求及維護(hù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞汽包液位測(cè)量；雙室平衡容器；補(bǔ)償

中圖分類(lèi)號(hào)：TK31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0126-01

大慶石化公司化工一廠(chǎng)裂解爐是整套乙烯裝置中的核心裝置，其中裂解爐內(nèi)的汽包更是重要的設(shè)備之一。汽包液位控制的好壞，直接影響整個(gè)乙烯裝置的平穩(wěn)運(yùn)行情況，而汽包液位控制好壞的基礎(chǔ)是汽包液位測(cè)量是否準(zhǔn)確。最初裂解爐內(nèi)汽包液位測(cè)量一次元件為直接取壓的普通差壓變送器，正常操作情況下，測(cè)量誤差在15%~20%左右，如果在特殊情況下，誤差將會(huì)更大，造成整個(gè)系統(tǒng)波動(dòng)，嚴(yán)重影響整個(gè)裝置的安全生產(chǎn)。為了消除因液位測(cè)量誤差大而導(dǎo)致整個(gè)乙烯生產(chǎn)裝置的波動(dòng)，所以我們將直接取壓的普通差壓變送器改為雙室平衡容器取壓方式后，然后將相應(yīng)的壓力引入差壓變送器來(lái)測(cè)量汽包的液位。自從該測(cè)量系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)，有效的消除了測(cè)量誤差，從而確保裝置的正常運(yùn)行。

1雙室平衡容器的組成及作用

1.1 雙室平衡容器的組成

雙室平衡容器事是由凝汽室、基準(zhǔn)杯、溢流室和連通器四部分構(gòu)成，結(jié)構(gòu)合理，構(gòu)思巧妙，在裂解爐汽包液位測(cè)量上具有溫壓補(bǔ)償能力，雙室平衡容器的結(jié)構(gòu)如圖1。

1.2 雙室平衡容器組成部件的作用

1）凝汽室的作用是將來(lái)自汽包蒸汽冷凝后形成飽和冷凝水供給基準(zhǔn)杯及后續(xù)環(huán)節(jié)使用。

2）基準(zhǔn)杯的作用是將收集到的飽和冷凝水導(dǎo)入差壓變送器的正壓室，因?yàn)榛鶞?zhǔn)杯的體積有限，冷凝水裝滿(mǎn)基準(zhǔn)杯后流向溢流室。因?yàn)榛鶞?zhǔn)杯杯口高度固定，所以保證導(dǎo)入差壓變送器正壓室壓力的準(zhǔn)確性。

3）溢流室的作用是收集冷凝水，并將多余的冷凝水排入下降管，整個(gè)過(guò)程是連續(xù)動(dòng)態(tài)。在連續(xù)動(dòng)態(tài)過(guò)程中，溢流室與汽包在溫度上保持一致。

4）連通器的作用是將汽包中動(dòng)態(tài)水位產(chǎn)生的壓力，準(zhǔn)確傳遞給差壓變送器負(fù)壓室，與差壓變送器正壓室壓力進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算出汽包液位；另外連通器也可以防止其延伸到汽包之間的管線(xiàn)有凍管現(xiàn)象發(fā)生。

5）變送器差壓計(jì)算。由于凝汽室、基準(zhǔn)杯及其內(nèi)部凝結(jié)水管始終是流動(dòng)的，所以介質(zhì)溫度始終保持不變，因此γw=γ`w， γs=γ`s，具體見(jiàn)如圖1，由于汽包測(cè)量范圍為±300mm，所以容器正壓側(cè)輸出的壓力P+=PJ+320γw+（580－320）γc 容器負(fù)壓側(cè)P-=PJ+（580-hw）γs+hw*γw，雙室平衡容器系統(tǒng)的差壓變送器差壓計(jì)算如下：

ΔP=P+-P-=260γc+320γw-580γs-（γw-γs）hw （1）

（1）式γc會(huì)隨著外界溫度變化而變化，影響液位測(cè)量的準(zhǔn)確性，但是經(jīng)過(guò)雙室平衡容器測(cè)量系統(tǒng)的補(bǔ)償后，對(duì)汽包液位的影響不是很大，產(chǎn)生的誤差可以忽略。

2雙室平衡容器工作特性

通過(guò)查飽和水與水蒸氣密度表后得到各種壓力下飽和水和水蒸氣的密度，將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入（1）式，可以到一系列差壓數(shù)據(jù)，形成下表的數(shù)據(jù)表，具體見(jiàn)表1，通過(guò)表1可以得到雙室平衡容器的工作特性。

表1雙是平衡容器補(bǔ)償參照表

根據(jù)表1，我們首先注意在零水位附近所對(duì)應(yīng)的差壓，只在較小范圍內(nèi)波動(dòng)，壓力變化對(duì)對(duì)測(cè)量值的影響不大，甚至可以忽略不計(jì)。當(dāng)液位遠(yuǎn)離零液位點(diǎn)時(shí)，壓力波動(dòng)對(duì)測(cè)量值的影響就顯現(xiàn)出來(lái)，汽包實(shí)際液位與零點(diǎn)液位差距越大，壓力對(duì)液位測(cè)量值的影響越嚴(yán)重，因此需要雙室平衡容器自身補(bǔ)償功能，才能保證汽包水位測(cè)量的準(zhǔn)確無(wú)誤。

3建立補(bǔ)償步驟

第一步根據(jù)設(shè)備廠(chǎng)家提供汽包及附件資料，確定汽包“零水位”位于連通器水平軸線(xiàn)以上365mm與基準(zhǔn)杯平面下方215mm處。

第二步確定儀表量程，因?yàn)槠繛椤?00mm，并從表一查到相關(guān)數(shù)據(jù)代入（1）使得到ΔPmin=-70.5mm ，ΔPmax=-504mm。

第三步確定數(shù)學(xué)模型，由（1）式推出零水位的汽包水位 h=hw-365mm，所以h =（285.9-ΔP+320γw-580γs）/（γw-γs）-365 （2）

（1）式和（2）式即為汽包補(bǔ)償函數(shù)，補(bǔ)償完成。

4關(guān)于容器保溫問(wèn)題

根據(jù)我們多年的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，雙室平衡容器下降管及凝結(jié)水管等重點(diǎn)保溫伴熱部位，一年四季都必須用廠(chǎng)內(nèi)低壓蒸汽作為保溫伴熱，并保證保溫伴熱溫度恒定，只有這樣才能是裂解爐汽包的液位測(cè)量精度得到保證。

5結(jié)論

自從儀表車(chē)間將雙室平衡容器測(cè)量系統(tǒng)用于裂解爐汽包液位測(cè)量，經(jīng)過(guò)多年來(lái)生產(chǎn)車(chē)間各種實(shí)際工況下的實(shí)際檢驗(yàn)，運(yùn)行非常平穩(wěn)，滿(mǎn)足了工藝車(chē)間各種操作要求，為大慶石化公司化工一廠(chǎng)及下游的分廠(chǎng)安全生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]王博，呂迅.雙室平衡容器引起液位誤差的簡(jiǎn)單分析[J].科技信息，2009（23）.

[2]邊燕梅，劉瑞英.雙室平衡容器在汽包液位測(cè)量中的應(yīng)用[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2014（02）.

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