硫磺裝置制硫爐汽包液位測量液位不正常現(xiàn)象的分析和解決

劉永東 丁捍道

中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司 山東青島 266300

1 引言

某硫磺裝置制硫爐子在烘爐時，發(fā)現(xiàn)汽包液位顯示不一致。汽包上安有2 臺導(dǎo)波雷達(dá)液位計，1 個雙法蘭液位計，1 個平衡容器液位計，2 個玻璃板。當(dāng)溫度升高時，雙法蘭液位計顯示偏差10%，經(jīng)過遷移后顯示正常；但隨著溫度的不斷升高，雙法蘭偏差越來越大。經(jīng)過不斷負(fù)遷移后，隨著溫度的升高，其偏差仍然存在。

2 原因分析

經(jīng)現(xiàn)場反復(fù)檢查測試，發(fā)現(xiàn)該雙法蘭為高溫型變送器，其中膜盒硅油為高溫型，毛細(xì)管硅油為普通型，兩種硅油密度不同，導(dǎo)致雙法蘭液位計顯示與現(xiàn)場液位計指示不一致。

另外一個原因是，在變送器單體校驗時，未考慮汽包中液體的密度變化，從而造成液位的測量誤差。當(dāng)水溫升高時，汽包中的液體密度會變小。

3 解決方法

3.1 安裝隔離管和隔離罐

根據(jù)測量常態(tài)液位時的變送器安裝經(jīng)驗，同時結(jié)合平衡容器的原理，如果在負(fù)壓側(cè)安裝一個隔離管，可減小水溫對冷凝液的影響。同時，根據(jù)地域差別對隔離罐進(jìn)行合理保溫，避免因鍋爐啟動初期溫度和壓力變化無常對測量準(zhǔn)確度的影響。通過盡量保證變送器正負(fù)壓介質(zhì)溫度一致，密度問題基本就解決了。一般工業(yè)使用的隔離罐內(nèi)徑均為100mm，根據(jù)設(shè)計在硫化爐采用雙法蘭變送器可知，硫化爐汽包水溫不會很高。為了防止隔離管的液位氣化，密度發(fā)生變化影響測量結(jié)果，特制了隔離罐，并把隔離罐制作成90°或者V 型。這樣就可以防止負(fù)壓室的介質(zhì)汽化，從而消除高溫蒸汽對變送負(fù)壓室的影響。同時，采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ谏a(chǎn)過程中優(yōu)化補(bǔ)償信號的處理，就可以實現(xiàn)雙法蘭液位計對汽包液位的準(zhǔn)確控制。設(shè)計示意圖見圖1。

圖1 安裝隔離管和隔離罐設(shè)計示意圖

3.2 統(tǒng)一更換為高溫型硅油

雙法蘭液位變送器由與工藝介質(zhì)接觸的敏感測壓膜片、填充導(dǎo)壓硅油的遠(yuǎn)傳壓力毛細(xì)管、差動電容式敏感測壓元件及電子放大器組成。膜片的作用是防止管道中的介質(zhì)直接進(jìn)入差壓變送器， 它與變送器之間是通過注滿液體的毛細(xì)管相接。當(dāng)膜片受壓后產(chǎn)生微小變形，變形位移通過毛細(xì)管的液體傳遞給變送器，再由變送器處理后轉(zhuǎn)換輸出4～20mA 直流電流信號。液位變送器就是通過變送器正負(fù)壓測膜盒檢測汽包內(nèi)液面上、下壓強(qiáng)，再通過毛細(xì)管傳至差動電容式敏感測壓元件，檢測出液位差壓變化，實現(xiàn)液位測量。該雙法蘭為高溫型變送器，膜盒硅油充的是高溫型，而毛細(xì)管硅油充的是普通型，兩種硅油密度不一樣，導(dǎo)致雙法蘭液位計顯示與現(xiàn)場液位計指示不一致。為此，聯(lián)系廠家將雙法蘭液位變送器的膜盒硅油及毛細(xì)管內(nèi)硅油統(tǒng)一充為高溫型硅油，待汽包溫度正常后進(jìn)行遷移，隨后顯示正常。

3.3 注意修正密度

由于雙法蘭差壓變送器測量液位主要與被測液體的密度相關(guān)，而汽包中介質(zhì)的密度又與溫度壓力有關(guān)。所以在調(diào)試時，要根據(jù)汽包正常工作時的溫度和壓力，對密度進(jìn)行修正，這樣才能確保測量的準(zhǔn)確性。水在4℃時的密度為1，在100℃時的密度為0.9584，如果單校時不考慮溫度對介質(zhì)密度的影響，那汽包溫度達(dá)到100℃時，誤差將達(dá)到4.16%。

4 結(jié)束語

儀表設(shè)備在投用過程中往往會出現(xiàn)不可預(yù)見的種種問題，只有通過縝密的分析和及時的處理，將出現(xiàn)的問題徹底解決，才能確保裝置安全、平穩(wěn)的運(yùn)行。

雙法蘭液位變送器在工業(yè)生產(chǎn)中起著重要的作用，通過問題的分析及處理，明確了雙法蘭液位變送器安裝、試運(yùn)過程中的關(guān)鍵點以及注意事項，這對雙法蘭液位變送器安裝、調(diào)試方法的完善及優(yōu)化施工質(zhì)量具有一定借鑒意義。