对化工装置常用液位测量仪表选型问题的探讨

对化工装置常用液位测量仪表选型问题的探讨

薛景蔚

62272619871102****

摘要：我国社会主义经济的不断发展和进步，带动着国内各个行业和领域的发展，从而使得化工行业的生产技术和工艺一直在不断的改进和完善。化工行业的技术水平是国家整体科技水平的标志之一，化工行业对于国计民生有着非常重要的意义。化工行业需要高尖端的生产工艺和技术，无论是在科学研究还是在日常生产过程当中，都不容有片刻的误差。在化工行业当中，化工装置常用液位测量仪表对于整个化工生产具有非常重要的意义。为了能够提高对液位的检测质量，并且使准确性得到有效的提高。本文将以化工装置常用也为测量仪表选型问题为主线，希望能够为我国的化工生产提供些许参考。
关键词：化工装置；液位测量仪表；超声波液位测量
       

1 液位测量仪表的选型原则

1.1超声波液位测量仪表
超声波液位测量仪在所有的液位测量仪中发展比较迅猛，深受大家的喜爱。它主要利用超声波在空气中的传播速度会遇到物体表面产生反射的技术来工作的。传感器会向化工装置中的物料表面发射信号，然后信号会被反射回来。这一过程中，转换器会记录超声波传播的时间和距离，从而算出超声波的传播速度来推算出实际所需测量液面的高度。一些腐蚀性很高的液体可以利用超声波液位测量仪来进行测量，主要是因为它的抗腐蚀性能力很强，在测量时不易被测量液体破坏。因为超声波测量仪表的很多优势，包括安装方便，重量比较轻，使用寿命比较长，所以他已经被我国化工生产领域广泛应用。
工程师应该注意选择超声波液位测量仪时，第一应该选择可以传输反射超声波的介质，因为有些介质是吸收超声波的，介质无法传输反射超声波的话，不能计算出超声波的传播速度，因此不能测出液面高度。第二，液位测量仪器不能用于真空、负压和粉尘环境以及介质具有强烈挥发性的情况。当空气相对稀薄时，超声波就不能传播。此外，由于灰尘、水蒸气等介质的干扰，声波减弱，测量结果产生误差。第三，开放性容器的液位测量都可以利用超声波液位测量计测量。在实际的工作过程中，超声波的传播需要一定的物质作为媒介。而这个媒介在一般的工程中都是空气，空气必须浓厚才能有利于超声波的传播，否则测量误差非常大。
1.2雷达液位测量仪表
雷达液位测量仪是属于非接触式液位的测量仪表，一般非接触式的测量仪表大部分都是由处理器，一些化工装置组成。它测量液面高度也是通过发射信号到反射信号，利用天线可以计算出电磁波发射和接收信号的速度的原理来测量液面高度的。雷达液位计主要通过电磁波传播，而电磁波传播是不需要介质的，所以没有对介质的要求。由于都是非接触式测量，受介质物理化学性质影响较小。它的盲区范围比较小，测量范围非常大，精度一般可达到正负一毫米。
雷达液位测量仪表一般采用介电常数大的被测介质，因为他的反射效果很明显，有利于测量。对于一些大型拱顶罐液化石油气，带有搅拌器储罐的液位测量都比较适用于选择雷达液位计这种测量仪表。一般的天线雷达液位计要选择合适的天线，最常用的是喇叭口天线，但是喇叭口天线不太适用于腐蚀性介质测量，因为容器压力太高的情况下，容易造成泄漏。
1.3磁浮子液位测量仪表
磁浮子液位测量仪表一般适用范围非常广。能适用于任何东西的液位测量。有很多种系列，包括侧装式系列，顶装式系列，浮球插入式系列。他一般都是有双色指标，可以非常清楚、准确的测量，观察方向也可以任意变化。它的结构简单，耐振动性特别好，在液位波动的情况下，也可以正确显示液位。
        侧装式磁浮子液位计可以利用他的磁耦合原理展示液面，所以一般需要密封性好，泄漏点少的区域可以利用到磁浮子液位计。
        侧装式磁浮子液位计主要是在他的容器侧面连接一些装置。当放入浮子后，液体开始排出，用量杯接住，然后测量出它的体积，此时它的高度等于液面高度。浮子是可以变化颜色的，如果液面上升了，他会由平常的颜色变成红色，否则，他将会变成白色，并且不会再变色。通过将传感器安装于浮子外侧，由驱动传感器发生动作信号，显示仪表安装在控制室里，让操作人员可以掌握液体的变化情况来达到远传功能。
        顶装式磁浮子液位计由一些指示器，导管等组成。他与侧装式磁浮子液位计的工作原理相似，它是通过浮球可以排出液体，测量出液体体积即等于原液面的高度。而他与侧装式不同的是，它是通过磁性作用，指示翻柱一起翻转，可以清楚看到容器内液位的变化，与侧装式相同。
1.4浮筒液位测量仪表
浮筒液位计是市面上普遍使用的一种液位测量仪表。一般的工程师在选择侧位液位测量仪表时，都会选择较常规的浮筒液位计。它主要是由变送器，传感器等装置组成的。浮筒因为液体的液面不断的变化，而不断变化位置。从而促使扭力管使它旋转，引起磁场发生变化，从而使传感器可以通过检测磁场信号变换转化为电信号，进而将它转化成标准模拟信号输出。

        一般测量范围小，真空，负压，液体容易气化的场合可以使用浮筒液位计。当需要清洁液体时，我们应该选择外浮筒液位计。在一些有毒的介质中，其他的液位测量计可能不太适合测量液体，而内浮筒液位计有防毒的特点，此时选择内浮筒液位计测量液体是比较合适的。采用浮筒液位计时应该选择温度范围比较宽的介质，根据传播介质温度选择合适的传感器元件材质。浮筒液位计如果带有内置的温度传感器，它能自动的补充空气密度，从而提高测量准确性，适宜优先选用。当密度范围变化比较大时，不应该选择浮筒液位计。

2 液位测量仪表的故障分析及解决措施
2.1 液位测量仪表的故障分析

如果液位测量数据偏差比较大，不一定是液位测量仪表出现了问题。工艺运行状况也在考虑的范围之内。液位测量仪表的主 要故障现象有 : 无液位指示、偏高、偏低、液位无变化。出现故 障后，我们主要从工艺因素和仪表因素两方面判断故障原因 :( 1) 工艺因素 : 工艺介质密度有没有发生变化， 某种因素导致的实际 液位超量程，温度过高或过低影响仪表电子元器件工作，液位的 频繁变化造成仪表卡死。(2) 仪表因素 : 液位测量仪表零点有没有发生漂移， 量程设置有没有不满足该工况要求， 仪表信号线有没有短路或断路现象，控制柜内安全栅或 DCS系统输入卡故障。
2.2 差压式液位计常见故障
        (1) 差压式液位计变送器若是有零点漂移的情况，要用手操 做机器进行校零。这可能是温度不合适导致的，温度过高也不行 温度太低更不行，所以冬季要对变送器进行防冻，夏季要对变送 器进行防高温处理。(2) 如果膜片过脏就会导致差压式液位计变送器的值出现误 差，所以一定要定期检查，定期清洗。(3) 在差压式液位计变送器示值没变化的情况下，这可能是 膜片裂开不能导压所致，需换一个液位计。(4) 差压式液位计 DCS 端显示 NaN， 这可能是仪表信号线 短路或断路所致，需检查仪表信号线。(5) 差压式液位计变送器示值不准时， 可能是进行抽真空处 理的时候导致膜片变形，所以在选型时候一定要注意，操作压力 存在负压时，就要选择真空度的变送器，也就是绝压变送器。
2.3 超声波及雷达液位计常见故障

将这两种液位计并在一起考虑，主要是因为两种  液位计测量原理相同，只是使用场合不同。(1) 超声波液位计发射功率如果太小的话，可能导致超声波 液位计测量不准。当测量液面出现水汽等一系列现象时候， 部分 声波就会被吸收，从而导致测量不准确， 应该避开这种安装场所。 还可能是液位变化太快，导致液位计回波不稳定。(2) 由于液位变化太快导致液位计主机死机，导致雷达液位 计最终测量数据没有任何变化，重启主机电源即可。
 3结语

正是由于液位测量仪表在化工生产安全、稳定运行的过程中 有着极其重要的地位， 熟练掌握液位测量仪表的原理、选型原则 及故障分析，是化工自动化仪表人员必须具备的能力。

 参考文献：
[1]韩剑.对化工装置常用液位测量仪表选型问题的探讨[J].山东工业技术，2018，（5）：214.
[2]郭宏远.粉煤加压气化装置中液位计的选型与分析[J].石油化工自动化，2017，53（1）：24-26，36.