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對雙法蘭變送器量程常規設定法的改進與推廣
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對雙法蘭變送器量程常規設定法的改進與推廣

時間:2016-09-10 10:08:26
        在石油化工生產中,物位測量對保證設備的正常運行,工藝的穩定都起著至關重要的作用。例如油罐液位測量控制不好,會出現抽空或溢油“冒頂”事故;油氣分離器液位偏高或偏低會出現“跑油”、“竄氣”事故,嚴重影響后續設備的生產和安全。因此,我們應該對物位的測量引起足夠的重視。那么我們在測量液位時如何才能有效可靠地保證所測值是準確的呢?這就是我們所要關心和解決的問題。對此,文章對工業生產中常用到的雙法蘭液位變送器的成功應用進行深入分析,并就當使用條件或工藝介質發生變化后如何快速、準確設定其測量范圍進行闡述,而此改進方法在惠州煉油廠中也得到了成功應用。
雙法蘭液位變送器是在普通的變送器基礎上增加了一個遠傳密封裝置構成的,所以也叫遠傳式變送器或隔膜密封式變送器。遠傳密封裝置是由法蘭膜盒、毛細管和毛細管內的填充液三部分
組成。工作時,被測介質作用在法蘭膜盒的隔離膜片上,使膜片產生變形,然后通過毛細管內的填充液,將壓力傳到變送器的敏感元件上,經轉換,儀表便輸出相應的信號[1]。當在下列情況時,應考慮使用變送器/膜片密封件系統:
(1)過程的溫度是在變送器正常操作量程范圍之外,而且用引壓管路不能把溫度調整到那些溫度極限值內;
(2)過程是腐蝕性,而且照理要求頻繁地更換變送器或要求不尋常的結構材料;
(3)過程含懸浮的固體顆;蛘呤钦硿缘囊后w,可能會堵塞引壓管路;
(4)應用情況要求采用衛生的連接結構;
(5)過程需要從連接結構中進行更容易的清洗,以避免批處理之間的污染;
(6)客觀上需要更換充液引壓管以減少某些應用場合下的維修工作,如在充液引壓管不穩定或經常需要重新充灌液體的地方;
(7)現實需要進行密度或界面測量;
(8)過程介質可能會在變送器或引壓管路里凍結或固化。
2 法蘭變送器與普通變送器的比較
(1)在普通的變送器中,被測介質通過導壓管而進入變送器測量室。如果被測介質是粘稠液體,則容易堵塞導壓管。而法蘭變送器則用毛細管代替導壓管,堵塞現象便不會存在,因為毛細管
是密封的,它里面的填充液是經過挑選的,化學物理性能穩定,不會像導壓管內的介質那樣,易凝凍,易汽化,因而不必像普通變送器那樣加灌隔離液,安裝隔離器、冷凝器等輔助設備。這樣,測量精度便可提高,同時減少了靜密封點,維護工作量大大減少。
(2)因法蘭膜盒離變送器本體遠,所以儀表的接液溫度可以提高,應用范圍可擴大。
(3)對儀表本身來說,由于法蘭變送器比普通變送器多了一個遠傳密封裝置,因而儀表的結構較為復雜,精度下降,故障的可能性增加。
3 雙法蘭液位變送器量程設定方法
3.1 常規遷移量計算設定
常規理論計算法的使用條件:首先工藝介質達到與設計要求
一致,其次現場取壓法蘭高度與設計一致,然后必須知道雙法蘭
毛細管內填充液的密度。
(1)根據設計的介質密度,取壓法蘭間距(所測液面高度),計
算出儀表量程值:
ΔP = Hρg
(2)假設液位在非常低點,計算儀表的零點遷移量:
正壓側受壓:
P +=P0;
負壓側受壓:
 
或者,將雙法蘭的取壓一次閥關閉,打開正負壓的放空閥,將此時儀表的差壓值作為儀表的零點遷移量,理論上此時的差壓值與計算所得遷移量相等。但若遇到雙法蘭沒有安裝放空裝置時,此時這種方法失效。
(3)計算儀表上限值:
 
3.2 改進設定方法一(一元一次方程法)
該方法的使用條件:首先工藝介質要求達到和設計一致,其次現場取壓法蘭高度與設計一致,然后就地液位計所指示液位真實。
(1)根據設計的介質密度,取壓法蘭間距(所測液面高度),算出儀表量程:ΔP = Hρg
(2)直接將雙法蘭液位變送器投用,讀取當前差壓值P。
(3)對照相應就地液位計算出一液位百分數A%。
(4)根據已知條件求出儀表下限PL 與上限PH:
 
4 改進設定方法與常規計算法比較
常規計算法:是把現場的一切工藝條件均假定為與設計一致的情況下進行,但結果往往是偏差太大。首先工藝介質無法保證
與設計完全一致,時常會出現偏差,尤其是新裝置在運行初期,這種設定方法更是顯現出一定的不足,要想其測量準確,非常重要的一步是需工藝提交介質的實際密度,但是得經過化驗分析等一系列過程才能取得,甚至有些情況通過現場的采樣取得并不能真實反映實際工況。其次,由于雙法蘭變送器本身的結構,再加上現場安裝方式等方面因素,種種誤差累積在一起后,直接造成液位指示與就地液位計偏差很大,偏差可高達10 %以上,造成工藝人員經常要求儀表維護人員確認液位的真實性,增加了維護工作量,而且此方法對人員專業素質要求較高,如果對液位測量沒有清晰的認識,那么設置出來的量程無法足測量要求。
 
一元一次方程法和二元一次方程組法:都充分利用了差壓變送器本身的差壓測量功能和就地液位計的直讀性功能,避免因多次計算產生的誤差,從而更準確地進行液位測量。但是一元一次方程法未能避免介質密度誤差問題,故而也存在著一定的局限性,而二元一次方程組法則很好地解決了工藝介質發生變化的問題,也避免了雙法蘭本身結構與安裝方式等因素帶來的誤差,經過這種改進方法的應用,可以讓變送器與就地液位計兩者的指示偏差遠遠小于5 %,從而可以很準確地測量液位,相應地減少了維護量。此外,這兩種方法均有效地繞過對遷移量的過分強調,很好地解決了新入行儀表專業的人員因遷移量問題的困擾,就算是新手也能很好地解決液位測量問題,從而大大減小了對人員專業素質的要求。
5 結束語
雙法蘭差壓變送器在測量液位時,只要選型和設定正確,那么一旦投用后,基本上是免維護的,如果出現與就地液位計對應不上的情況,那么應首先檢查就地液位計是否存在問題,再次考慮工藝方面的原因,非常后再檢查雙法蘭液位變送器本身是否有損壞。如果儀表本身狀況良好,則可以用改進的方法進行設定,以解決液位指示不準的問題。當然此方法對于界位測量同樣適用,同時,該方法可以推廣到其他普通差壓式液位變送器,均能取得良好的效果。
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