安鋼冷軋酸洗區液位計實際應用技巧

楊 磊 高 敏 李川平 程 浩 安鋼集團冷軋有限責任公司 455004

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安鋼冷軋酸洗區液位計實際應用技巧

楊 磊 高 敏 李川平 程 浩 安鋼集團冷軋有限責任公司 455004

由于生產工藝及技術裝備特性，安鋼酸洗冷軋生產線通過各種儀表信號的采集、采用工業自動化控制TMEIC系統，實現了全線的自動化控制，設備工藝先進。儀表設備的運行狀況直接影響到生產順行。

酸洗生產線即是酸洗商品卷的最后一道工序，又是其他生產線的第一道工序。安鋼酸洗冷軋生產線采用連續臥式淺槽紊流酸洗機組，通過拉矯、酸洗、漂洗、烘干等技術手段實現了熱軋帶鋼表面的氧化物的去除；為下一工序的冷軋鋼板提供了可靠的原材料的供應。酸洗即利用鹽酸溶液去除鋼鐵表面上的氧化皮和銹蝕物。

酸洗區域涉及到鹽酸、冷凝水、脫鹽水、廢漂洗水等流體介質，需要大量的各式容器。各種液位檢測成為酸洗區域內儀表組成的重要一環。液位檢測起到顯示、控制、報警、故障等多種功能，其重要性不言而喻。但是在實際現場調試和應用中卻遇到各種問題。通過調試和應用后的結果現進行以下分析和總結。

液位計根據其工作原理大致可分為：靜壓式液位計、雷達測量、接觸式測量、磁致伸縮型、伺服式液位計、非接觸式測量等類型。根據現場實際應用情況，本文著重分析一下靜壓式液位計和雷達測量液位計兩種應用情況。

靜壓式液位計：其利用均勻液體的壓強與高度成正比的關系通過測量液體底部的壓力來折算液位高度。當液位變送器投入到被測液體中某一深度時，傳感器迎液面受到的壓力公式為：Ρ = ρ .g.H + Po式中：P ：變送器迎液面所受壓力ρ：被測液體密度g ：當地重力加速度Po ：液面上大氣壓H ：變送器投入液體的深度。同時，通過導氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓 Po 與傳感器的負壓腔相連，以抵消傳感器背面的 Po ，使傳感器測得壓力為：ρ .g.H ，顯然 , 通過測取壓力 P ，可以得到液位深度。在酸洗區密閉冷凝水罐的應用中，當液位高度低于設定值時控制進水閥門自動注水。由于冷凝水需要用蒸汽加熱到40℃-60℃之間，在蒸汽閥打開的瞬間，液位高度迅速跳變至最大值，PLC據此判斷液位已達到進水閥門關閉要求、執行進水閥門關閉命令；但此時實際水位并未升高。根據靜壓式液位計的工作原理分析得知：由于罐內蒸汽引起壓強突變造成液位計數據與實際液位值不一致。后在罐體頂部開口與外部大氣連通后液位計數據正常采集。靜壓式液位計在酸洗區域酸霧凈化塔液位的測量中，由于風機運行造成塔內大氣壓強減少，使實際液位總是偏大于測量液位20%，在PLC程序中修正20%偏差量后正常使用。由此總結出靜壓式液位計根據其工作原理受環境大氣壓強變化測量精度變化很大，所以常常精度比較差，而為消除這些影響，需要根據現場實際使用情況做出相應的解決方案。

脈沖式雷達液位計的原理和超聲波式基本一致。雷達發射短微波脈沖，脈沖在液面處被反射，雷達接收到反射回波通過信號處理，得到目標距離。在酸罐的實際應用中，脈沖式雷達液位計安裝于罐體頂部；由于鹽酸的揮發特性，經常會在探頭表面形成濃度較高的鹽酸液滴，影響短微波脈沖采集，導致液位測量不準，需要經常清潔擦拭。所以脈沖式雷達液位計在應用時一定要保證探頭及到液位之間的環境狀況良好，沒有意外干擾。

酸洗區域漂洗段液位計主要起到保證五段漂洗液位滿足生產要求，當低于設定液位時自動控制冷凝水泵注水，高于設定時自動停泵。由于五段漂洗之間通過隔板從五段到一段由高到底相互隔開，通過液位高度溢流到一段，而現場只在一段加裝一個靜壓式液位計，經常造成五段液位因實際液位低而使系統停止。經過現場分析后，結合一段液位計測量數據，在PLC程序中加入時間自動注水程序；經過反復試驗后設備運行正常。通過此處修改，使我們認識到測量儀表不單單應用于測量，而且可以結合PLC的邏輯運算功能，實現更廣泛的控制應用。

液位計在現場實際應用中，由于安裝及使用環境的不同，經常會出現各種外在干擾使其測量數據的不準確。比如：液位計選型、測量范圍、安裝位置的偏離、電磁干擾、接線端子氧化阻值大等等均會造成實測數據與實際數據的偏差。根據現場施工和調試經驗，在安裝使用過程中要做好以下幾點措施。

1）鋼帶液位計的導管應垂直安裝，鋼帶應處于導管的中心并滑動自如。

2）用差壓計或差壓變送器測量液位時，儀表安裝高度不應高于下部取壓口(吹氣法及利用低沸點液體汽化傳遞壓力的方法測量液位時，不受此規定限制)。

3）雙法蘭式差壓變送器毛細管的敷設應有保護措施，其彎曲半徑不小于50mm，周圍溫度變化劇烈時應采取隔熱措施。

4）一般測量污水液位，安裝變送器不要在底部安裝。投入式和導壓式液位計是從頂部投入，距池底要留有一定距離，300mm以上為好，差壓/壓力/液位變送器安裝在容器的側面，也要距地面有一定的距離。300mm即可。

5）液位計安裝時要注意遠離抽水泵、排污泵和循環泵。避免引起水池浪花使測量精度不準。

6）模擬量信號傳輸應選用帶屏蔽的控制電纜并使其單端接地。

通過液位計現場規范的安裝和實際調試應用中的合理改造，安鋼冷軋酸洗區液位計設備一直以來均未出現過設備故障而影響整個生產線的正常運行。