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UHZ系列高壓磁翻板液位計在氨洗滌塔液位測量中應用分析
某化工公司在生產中對于氨洗滌塔液位測量是一項經常性的工作，但因為以前使用的液位計選型不當，無法適應現場較大的震動工況條件，經常性地發生測量失準的現象。并且因為只依靠信號輸出，沒有直接的就地液位顯示，非常的不方便，給生產操作工作和設備維護人員帶來很大的困擾，不僅不利于生產的穩定進行，也威脅到人身和設備的安全，對企業安全生產帶來隱患。
為解決上述問題,經考察研究決定選用既具有就地液位指示又具有遠傳功能的高壓磁翻板液位計。經綜合比較,后選用了UHZ高壓電遠傳磁性浮子翻板液位計。
1 磁浮子液位計的結構及工作原理
1.1 儀表結構
UHZ高壓磁翻板液位計結構如圖1所示。液位計表體為內徑50 mm、壁厚10 mm的無縫不銹鋼管,表體側面有兩個與設備氣相、液相法蘭焊接相連的短管和法蘭,緊靠表體外還裝有翻板箱和磁-電轉換傳感器。表體頂部設有一個沖洗孔,用來沖洗儀表本體管及浮子。下部是與排污閥相連的法蘭和排污閥,主要用來拆裝浮子和表體排污。表體管腔內裝有磁性浮子。
1.2 工作原理
高壓磁翻板液位計與被測容器連接形成連通器,因此表體內的液面與被測容器的液面*一致,磁浮子漂浮在表體內液體表面。緊靠表體外側安裝有翻板箱和磁-電轉換傳感器,翻板箱內的翻板柱一面為紅色,另一面為綠色,柱內裝有柱狀磁鐵。當被測容器內的液面發生變化時,浮子隨液面升降而上下浮動。磁浮子薄壁筒體內裝有磁鐵環。由于磁耦合作用,同極性相斥,異極性相吸,環形磁鐵驅動翻板箱內的翻板同步翻轉而改變顏色。紅色表示氣相,綠色表示液相,因此通過翻板箱翻板翻轉可以作就地液位指示。同時磁-電傳感器還通過感應磁浮子位置的變化輸出4～ 20 mA DC標準信號來完成液位的遠傳顯示、記錄、報警聯鎖及液位自調。
圖1 UHZ高壓磁性翻板液位計
磁性浮子是高壓磁翻板液位計的核心元件,磁性浮子結構如圖2所示。
圖2 磁性浮子結構磁性浮子是由特殊材料做成的薄壁圓筒結構的浮子,浮子內側中上部有一圈磁性物質,并有很小縫隙或小孔使浮子內外相通,是壓力補償型浮子,可以耐很高的壓力,可以使筒體內外壓力自動補償并趨于平衡。在壓力相互補償階段,因浮子內外相通,浮子內外雖有壓差,但不大,在壓力平衡階段,浮子內外壓差為零,所以浮子能夠承受任意的壓力。不能使用磁浮子液位計的場合: (1)被測介質的密度<0.35 g /cm3; (2)被測介質的粘度>0.02 Pa· s; (3)被測介質比較臟。
2 儀表的安裝、投運及調校
2.1 儀表安裝應嚴格按照說明書中有關要求去做,并注意以下幾個問題
(1)因該表是通過磁感應原理工作的,為保證儀表測量精度,消除外界干擾,液位計100 mm范圍內不能有吸磁性材料。 (2)儀表主體軸線與地面垂直,誤差≤ 3°,否則浮子將不能隨液位正常浮動,影響測量的準確性。(3)與被測容器氣相、液相接口間必須安裝可靠的截止閥。 (4)因液位計較重,需另外安裝承重支承。
2.2 儀表投入運行分2種情況,常壓投入運行和帶壓投入運行
常壓投入運行只要把儀表的氣液相截止閥打開,儀表建立正常液位,系統即可升壓開車運行。帶壓投入運行步驟: (1)打開排污閥; (2)稍開氣相閥,這時排污口有竄氣聲; (3)關閉排污閥,此時表體內有“絲絲”聲; (4)聲音消失后,緩慢全開氣相閥; (5)緩慢打開液相閥,可以看到翻板箱的翻板由下自上逐個翻轉,翻板由紅色變成綠色。翻板不再翻轉時,翻板箱的紅色和綠色的交界處就是設備內的實際液面。同時顯示儀表也有相應液位指示。
2.3 校驗方法
磁翻板液位計現場即可調校,具體方法是關閉氣相、液相截止閥,打開表體頂部的沖洗口,可以利用翻板箱顯示液位,也可在排污閥出口接一個三通管,一端接玻璃管作液位計,另一端用作排水。校驗時從沖洗口插入橡膠軟管貼表體內壁緩慢加入清水,根據液位就地顯示,校驗完一個上行程(0～ 100% ),從排污閥緩慢把水放掉再校驗一個下行程(100%～ 0)。然后再加水繼續校驗,一般反復二三次即可完成校驗。
3 儀表排污及常見故障處理
UHC系列磁翻板液位計設有排污閥,如果被測介質較臟,會影響浮子在表體內的上下移動,嚴重時還會使浮子被卡住,造成液位測量不準或根本無法測量。所以要根據實際情況制訂定期排污制度。
儀表運行過程中排污時應首先和操作人員取得,待與液位計配套使用的調節儀切換成手動,或與液位計配套使用的信號聯鎖裝置切除后,方可進行排污,緩慢打開排污閥,待排出清液時,關閉排污閥,儀表投入運行。常見故障及排除方法見表1。
4 儀表運行狀況
在1997年4月系統大修后儀表投入運行,投運情況如下:
(1)儀表測量基本穩定,液位調節正常,調節記錄曲線一般在給定值± 2%范圍內波動。
(2) 1997年6月由于操作人員沒有按操作規程操作,在氨洗滌塔滿液位時系統升壓開車,致使浮子進水,浮子被擠癟。更換浮子后,至今運行正常。液位計就地指示和變送遠傳單元與被測介質*隔離,所以磁翻板箱和磁-電變送傳感器可以現場更換。但是由于液位計的就地顯示和遠傳顯示都是通過磁浮子隨液面升降而同步上下浮動實現的,因此一旦浮子出現故障,則液位計就地顯示和遠傳顯示將同時失靈,造成液位失控。UHC系列高壓磁浮子液位計具有結構簡單、維修方便、價格低廉、安全可靠、維護量小的特點,只要解決了就地指示和遠傳指示因浮子故障同時失靈的難題,該儀表具有更加廣闊的推廣應用前景。