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淺談單法蘭液位變送器在密閉容器中的應用

時間:2021-01-19
一、概述。
單法蘭式液位變送器是直接安裝在管路或容器上的現場變送器。單凸緣式液位變送器可對各種容器進行液位、密度的測量,可分為平凸緣和插入式凸緣兩種,由于隔膜與液體介質直接接觸,無需將正壓側由導壓管引至凸緣,適用于高溫高粘度、易結晶、易沉淀及強腐蝕等介質的測量。
當前在密閉容器中測量液位的方法很多,常用的有磁翻板式液位計、雙法蘭差壓變送器單法蘭差壓變送器、差壓變送器、雷達式液位計等。
在某些環境下,磁翻板式液位計極易失去磁性,造成失靈;雷達式液位計精度高,但投資大,同時在投運初期由于信號千擾源多,對測量影響大,需要頻繁去除假信號;差壓變送器成本低,且測量精度高,干擾源少,因此常采用差壓原理來測量密閉容器中的液位。
二、單法蘭式液位傳感器。
單邊法蘭式變送器分插入式和平法蘭兩種,兩種變送器的測量原理和安裝方式基本相同,但工藝條件的不同對測量數據有很大影響。作為一個例子,制鹽工業蒸汽凝結水閃發桶(見圖1),A為蒸汽凝結水進料,B為閃發汽出口,C為單法蘭變送器安裝位置,D為蒸汽凝結水排放管道,E為單法蘭變送器負壓側的取壓點。
當A點與桶切線垂直時,桶內水不會產生渦流,但當A點落下時,水柱會影響C點壓力的測量,造成單法蘭變送器壓側測量數據的不穩定;如果A點落下時,桶內水會產生渦流,無論C點在什么位置,都會導致單法蘭變送器壓側測量數據的不穩定。鑒于蒸汽凝結水的閃發效率,一般采用A點與桶正切方向平行的進口方式,這樣在桶內就必然會產生漩渦,因此變送器的選型是十分重要的。
三、插入式單法蘭變送器與平法蘭變送器。
由于選型時未注意到水流對壓力的影響,所選的插裝式單法蘭變送器投入使用后液位經常偏低,由于液位計不準確,自動調節液位的調節閥不能正常投用,僅靠操作工在現場觀察玻璃管液位計進行桶內液位調整,增加的工作量不說,液位控制也不好,閃發效率低,給生產帶來很大影響。
開始懷疑是單法蘭變送器的問題,經檢測,該變送器在實驗室里一切正常。后來仔細觀察現場的工藝管道,發現該變送器的測量值忽大忽小,經分析認為,該變送器的正壓測量數據是由于水流引起的。
從圖2可以看出,A點是凝結水進口管,B點是插入式單法蘭變送器的安裝位置,進水管道是沿桶切線方向進水,桶內產生渦流,插入式單法蘭變送器的正壓膜處于旋流狀態,水流沖擊導致變送器正壓測量點壓力不穩定,測量數據失真。蒸氣凝結水桶屬于壓力容器,不能隨意開口改造,因此,解決問題的辦法只能是更換變送器。
從圖3可以看出,A、B兩點與圖2相同,C處是罐壁與取壓點之間的靜水區域,而這一靜水區域的存在將罐內渴流與平法蘭液位變送器正壓膜片相隔開,因此,變送器在B點測量的壓力是桶內水壓,而該水壓不受漩渴水流的影響。在確定好方案后,我司通過與廠家聯系,將插入式單法蘭液位變送器全部送回廠,改為水平法蘭液位變送器,消除了凝結水平衡桶液位數據失真的問題,目前儀器運行平穩。
四、結論。
單法蘭插裝式液位變送器和平法式液位變送器歸根結底都屬于差壓式變送器,其測量液位的原理是通過公式P=pgh來計算滿液位介質的壓強,然后將差壓后的程序負向遷移,來計算容器中液位的高度。因此只有壓力測量準確,液位才有可能準確插入到單法蘭液位變送器中,其優點是在粘度高、顆粒大的介質中不易發生堵塞現象,但在面對流體沖擊比較嚴重的環境卻顯得有些乏力。總之,在儀表選型過程中,不僅要考慮價格、品牌、材料等因素,還要考慮儀表所處區域的工作條件是否能使其穩定可靠地運行。

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