选择液位测量方法的几点体会

‍‍‍‍1、引言‍‍

　　液位是化工生产的一个重要参数之一。随着化工生产的不断发展，对液位监测要求越来越高，监测的手段和方法亦较为复杂，而液位仪表的种类也不断增多，精度不断提高，但任何液位测量方法都有它的局限性，即使测量方法本身对于某一液位的测量没有问题，但是，由于安装设计上考虑的不周全，也给测量系统的日常维护和故障处理带来极大的困难，从而严重影响化工生产的平稳运行。因此一个液位测量系统要想长期可靠运行，不但要考虑根据各种工艺条件，选择合理的测量方法、安装方式和质量可靠的测量仪表，还要考虑运行中，如何在不停车的条件下，方便系统的日常维护和故障处理。这一点在化工生产中非常重要。因为装置停车会带来很大损失，影响经济效益。如果能在尽可能不停车的条件下，把故障处理掉并恢复正常运行，这将是最好的设计理念。

　　在工作中，有人经常说这种测量方法好、先进，那种方法不好。其实，测量方法没有好与坏之分，只有测量方法选择的是否得当，也就是说，看你用在哪儿、怎么用。下面就以某厂己二酸装置为例，通过改变液位测量方法及仪表类型从而解决了长期困扰生产的难题来加以说明。

‍‍2、改变液位测量方法和安装方式解决长期困扰生产的难题

（一）己二酸装置LT****是测量E****换热器内硝酸和水的液位，原设计是采用导波雷达液位计来测量该液位的。用这种方法测量硝酸和水的液位，无论是测量原理还是工艺条件都是可行的。但是由于其安装方式为导波雷达式安装，如果仪表出现问题，很难在不停车的情况下进行处理。多次出现停车处理仪表故障的问题，例如：导波雷达出现的问题、测量不准,重新调校等，处理这些问题都必须将变送器拆下，这样就必须停车泄压，否则无法处理，。但是，对于化工生产来说，非计划停车损失很大影响很坏。因此，我们采用了双法兰变送器取代导波雷达液位变送器来测量硝酸和水的液位，很好的解决了这个问题。

1、在E****上用双法兰变送器取代导波雷达液位变送器可行性分析

（1）工艺条件：

a、测量硝酸和水液位

b、 换热器测量高度为： 0 —1000 mm

c、水的比重为：1Kg/cm3，稀硝酸的比重为：1.2 Kg/cm3  ，混合物的比重为（工艺提供）：1.15 Kg/cm3

d、 操作压力为：2.5 Kg/cm2，操作温度为：40℃

（2）安装条件：

 在A和B两点安装一台双法兰液位计， A、B两点的垂直距离为1000mm，分别接一个DN80的短接并各加一个DN80的截止阀,以便拆装、调校方便

（3）仪表选型：采用横河公司的EJA118型双法兰变送器

（4）仪表量程确定：

根据工艺和仪表条件：ρ硝酸和水=1.15Kg/cm3

A、 B两点的垂直距离为：H=1000mm；

量程为：H1=1150mm；

ρ硅油=0.94 Kg/cm3；

根据以上条件可以计算出仪表测量范围：

仪表量程差压：△P = -H1×ρ硅=1000×0.94= 940mmH2O

仪表测量范围：

零点：△P0 = -940mmH2O

即负迁移为：—940mmH2O

量程：△P1 = △P — △P0 = 1150—940=210 mmH2O

即仪表测量范围：—940mmH2O ～ +210 mmH2O

（5）安装设计：

一要考虑到当仪表出现故障时，在不停车的情况下就可以把表拆下来检修校验或者重新更换仪表。因此在正负引压管上各加一个截止阀，以便仪表有故障时关上，进行拆装仪表。

二要考虑到介质低温结晶，因此引压管应尽可能的短，同时也方便伴热管线的安装。

此方案已于大修期间安装完成，并投入运行，效果很好，解决了处理仪表故障必须停车的问题。

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‍（二）己二酸装置的R***、R***、R***罐液位改变测量方式解决了这三台液位计长期不能正常运行的问题。

　　己二酸装置的R***、R***、R***，罐内的物料为二元酸和母液酸，长期使用在罐底和罐壁会出现结晶料，即干料。原设计均采用双法兰式液位计测量罐液位，分别位LT ***、LT ***、LT ***。由于工艺生产的需要，即使在停车检修的时候也不能倒空，因为停车时需要把料退到这几个罐里，因此长时间没有清罐机会，底部结晶严重已使双法兰式液位计的正压膜片埋在了干料里，使该表无法测量，从而造成了多次罐满溢流问题。目前不能倒空也不能清罐，所以无法恢复双法兰液位计，即使能恢复运行一段时间后还会出现类似的问题。为了不影响生产，我们采取顶部插管反吹测量方式测液位。          

    　设计思路：由于这几个罐都是常压容器，因此可用单管反吹。将一根4分不锈钢管从罐顶插入使管子的下端接近干料表面，当干料的高度不断增加时，可以随时调整钢管的插入深度，使液位测量系统能够继续运行，这虽然是一个临时措施，但能够解决生产问题。保证装置运行。

以LT ***为例

设计条件：介质比重：ρ= 1.13 Kg/cm3 ；

测量高度：H = 7000mm ；

因此可计算仪表量程压力为：P = 7000×1.13 = 7910 mmH2O

现已完成，系统运行正常。

从根本上讲要彻底解决问题最好采用大罐雷达液位计，它的测量只与液体的表面有关，与罐底部的结晶料无关。

（三）用射频导纳液位计代替导波雷达液位计

84LT ***是测量84R***罐的液位，原设计为导波雷达液位计，工艺介质为己二酸+活性炭的水溶液，物料在导波雷达上的结晶和挂壁非常严重，而且结晶料经常把扭力杆和导波雷达抱住，使仪表不能正常工作。多次跑料和跑炭，造成环保和产品质量事故。因此根据物料特性，我们认为采用射频导纳液位计代替导波雷达液位计可以解决这个问题。

　　为什么射频导纳液位计可以解决物料结晶和挂壁问题。这是由于射频导纳的工作原理决定的，射频导纳液位计是从电容液位计发展而来的，射频导纳技术与电容技术的重要区别在于采用了三端技术，在电路单元测量信号上引出一根引线，经相同放大器放大，其输出与同轴电缆屏蔽层相连，然后又连到探头的屏蔽层上，地线是电缆中另一条独立的导线。探头采用五层同心结构：最里层是中心测杆，中间是屏蔽层，最外边是接地的安装螺纹，用绝缘材料将其分别隔离开来。由于测杆与屏蔽层之间没有电位差，即使传感元件是挂料组阻抗很小，也不会有电流通过，电子单元测量的仅仅是从探头中心到主要是对面罐壁（地）的电流，这样一来就将测量端保护起来，不受挂料的影响。只有容器中的物位确实上升接触到中心测杆时，通过被测物料，中心测杆与地之间形成被测电流。另外还根据对导电挂料的的实践增加了两个电路，即震荡缓冲器和交流变换斩波驱动器，从而彻底解决了传感器根部挂料问题。安装投运后，运行平稳，效果很好。再没有因为仪表失灵造成产品质量和环保事故。

‍‍3、总结‍‍

在生产实践中还有许多这样的例子，这些问题在原始设计时可能考虑不到，即使设计时根据工艺条件选择是正确的，但是，在生产实践中随着工艺条件的不断改变，原来的设计可能就不适合现在的工艺条件，测量就出现问题。如果能对原设计的测量方法和安装方式的巧妙的加以改变，在生产实践中就能从根本上解决问题。有关液位测量，在多年的生产实践中有这么几点体会：

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‍‍‍1、对于大多数工艺对象的液面和液位测量，选用差压式仪表、导波雷达式仪表变可满足要求。如不满足时，则可选用电容式、核辐射式、超声波式等液位仪表。

‍‍2、要考虑物料特性：结晶性、粘稠性、腐蚀性和含悬浮物的液体，可选用平法兰式差压仪表。高结晶性、高粘稠性、可选用插入式双法兰差压仪表。在一定介电常数范围内也可选用射频导纳液位计。上述特性的物料均可采用吹泡式测量方法，效果也很好。‍‍

‍‍3、要考虑工艺特点：高真空、易汽化的液体易选用导波雷达式液位计，近几年推出的导波雷达液位计应用效果非常好，大有取代导波雷达液位的趋势，而且测量范围大，达到十几厘米到几十米的范围。‍‍

‍‍4、无论采用哪种方式，设计安装时都必须考虑测量系统的可维护性，在运行中测量系统出现问题时，尽可能在不停车的情况下就能对系统进行拆装、更换、检修、校验。

5、 也要兼顾经济性。‍‍‍‍

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