摘 要：在焦化生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要測量一些設(shè)備（如罐、塔、釜、槽等）的液位，通過對設(shè)備內(nèi)介質(zhì)液位的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的采集，可以為工藝生產(chǎn)提供重要的數(shù)據(jù)參數(shù)。基于差壓原理的雙法蘭液位變送器在焦化生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要針對SC-3851DP智能型雙法蘭液位變送器的安裝，量程及零點(diǎn)遷移的計(jì)算等問題進(jìn)行分析解釋，并結(jié)合工程實(shí)例加以說明。
1、概述
在焦化生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要測量一些設(shè)備（如罐、塔、釜、槽等）的液位，通過對設(shè)備內(nèi)介質(zhì)液位的準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的采集，可以為工藝生產(chǎn)提供重要的數(shù)據(jù)參數(shù)，核算容器內(nèi)儲藏介質(zhì)的儲量，對上、下限液位及時(shí)報(bào)警，連續(xù)的對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控等，控制容器內(nèi)介質(zhì)保持要求的高度。這對裝置安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，生產(chǎn)高質(zhì)量的焦化產(chǎn)品至關(guān)重要。同時(shí)也為質(zhì)量管理和進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，提高經(jīng)濟(jì)效益提供重要的可靠數(shù)據(jù)。
隨著科技的不斷發(fā)展，針對容器的物位測量的儀表種類出現(xiàn)很多，按其工作原理劃分，有連通式，差壓式、浮子式、電量式、聲波式、光學(xué)式等。但在焦化生產(chǎn)過程中，測量的某些介質(zhì)具有易結(jié)晶、高粘稠、極強(qiáng)的腐蝕性、易凝固的特殊性，直接影響測量的準(zhǔn)確性。為解決以上特殊介質(zhì)，基于差壓原理的雙法蘭液位計(jì)得到了廣泛的應(yīng)用，如圖1所示。
其中敏感元器件金屬膜盒3 通過鎧裝的毛細(xì)管2 與變送器1 的正、負(fù)壓室相連接，在膜盒、毛細(xì)管和變送器間充有密封液體（一般為硅油）。有關(guān)差壓變送器的原理在此不再贅于。本文主要是針對SC-3851DP型雙法蘭液位變送器，分析變送器安裝和遷移的問題，并舉實(shí)例說明。
2、安裝
在用差壓變送器測量液位時(shí)，其安裝高度不應(yīng)高于下部取壓口，但用雙法蘭式差壓變送器、吹氣法及利用低沸點(diǎn)液體氣化傳遞壓力的方法測量液位時(shí)可不受此限。（1）針對PDS 型雙法蘭液位變送器，原則上要求變送器應(yīng)安裝在高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭的下方且垂直高度≧600mm，以使遠(yuǎn)傳封液的落差盡可能的加在變送器本體上。如果因設(shè)置條件限制或客觀原因無法實(shí)現(xiàn)上述要求時(shí)，安裝位置應(yīng)滿足如下公式要求：
h=【（pc-p0）/（ρ*g）】*103（單位：mm），
其中h：高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭距變送器本體的高度（mm）；
ρ：遠(yuǎn)傳封入液密度（㎞/m3）
g：當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>
pc：液罐靜壓（pa）
p0：變送器本體可以使用的#低壓力值（pa）
有關(guān)p0 和ρ值可以通過查看PDS 變送器用戶手冊獲得，當(dāng)h≦0 時(shí)，應(yīng)將變送器安裝在距高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭下方垂直高≧h（覺對值mm）的位置；當(dāng)h≧0 時(shí)，可將變送器安裝
在距高壓側(cè)遠(yuǎn)傳法蘭上方垂直高＜h（mm）的位置。
變送器安裝的過程中要注意考慮測量容器的內(nèi)部工況，在容器內(nèi)呈負(fù)壓工況時(shí)，變送器的安裝位置不能高于低壓室法蘭的中心線。
3、計(jì)算
在測量開口容器的液位時(shí)，要求變送器高壓側(cè)與容器的低端法蘭相連，低壓側(cè)直接置于大氣且保證與高壓側(cè)法蘭在同一水平面。有關(guān)的計(jì)算過程比較簡單，且不考慮遷移的問題，在此不多贅述。下面主要針對焦化生產(chǎn)過程中的密閉容器（如塔、罐、釜、槽等），有關(guān)液位的測量計(jì)算和遷移問題進(jìn)行分析。
3.1 變送器安裝位置在容器高低端法蘭中心線之間
其中H：容器內(nèi)介質(zhì)的實(shí)際液位高度
h1：變送器負(fù)壓室與容器高端法蘭中心線之間的高度
h2：變送器正壓室與容器低端法蘭中心線之間的高度
L：容器#高液位和#低液位之間的距離
P：容器內(nèi)壓力
ρ：容器內(nèi)介質(zhì)的密度
ρ0：雙法蘭變送器毛細(xì)管封入液的密度
變送器的量程△p 為
△p=ρgL
零點(diǎn)遷移量A 為
變送器正壓室壓力：P+=p +ρgH -ρ0gh2
變送器負(fù)壓室壓力：P-=p +ρ0gh1
當(dāng)液位#低，即H=0 時(shí)，零點(diǎn)遷移量A= P+ - P- = -ρ0gh2 -ρ0gh1＜0，其中h1+h2 為容器高低端法蘭的中心距。
通過計(jì)算結(jié)果可以看出，在變送器滿足安裝要求的情況下，如圖2 所示安裝方式，液相介質(zhì)接正壓室，氣相介質(zhì)接負(fù)壓室，需要對變送器的零點(diǎn)進(jìn)行負(fù)遷移，反之，需要正遷移。且零點(diǎn)遷移量A 為高低端法蘭中心距與毛細(xì)管封入液密度的乘積，與安裝位置無關(guān)。
3.2 變送器安裝在低端法蘭中心線以下
如圖所示，變送器安裝在容器下方，且正壓室與容器的液相介質(zhì)低端法蘭下相連接，負(fù)壓室與容器的氣相介質(zhì)高端法蘭相連接。
變送器的量程△p 為
△p=ρgL
零點(diǎn)遷移量A 為
變送器正壓室壓力：P+=p +ρgH +ρ0gh2
變送器負(fù)壓室壓力：P-=p +ρ0gh1
當(dāng)液位#低，即H=0 時(shí)，零點(diǎn)遷移量A= P+ - P- =ρ0gh2
-ρ0gh1＜0，其中h2 與h1 的差值為容器高低端法蘭的中心距。因?yàn)锳＜0，為負(fù)遷移。反之，液相介質(zhì)接負(fù)壓室，氣相介質(zhì)接正壓室，為正遷移。且零點(diǎn)遷移量A 為高低端法蘭中心距與毛細(xì)管封入液密度的乘積，與安裝位置無關(guān)。
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