液氯储罐液位测量液位计选用经验分享
网络整理 2022-06-29
氯气生产过程中氯气干燥采用硫酸脱水,液氯中会带有少量酸泥,液氯具有剧毒性、强腐蚀性,液氯储罐液位测量必须同时兼顾耐腐蚀性、安全要求、可靠性、方便安装和易维护的要求,这使液氯储罐液位的监测成为氯碱行业一个普遍难题。本文结合应用对比液氯储罐液位测量液位计的实际使用,对现有技术条件下氯碱行业液氯储罐液位计选用有实际指导意义。

用于液位测量的液位计类型
在储罐液位测量中,以下类型的都有大量的实际应用:
1、浮力液位计
如浮球液位计、测翻板液位计、浮筒液位计、浮盘液位计、浮子液位计、钢带液位计。这类浮力液位计具有测量精度,但现场安装和结构较复杂,机械零部件多,实际应用过程中日维护量很大。
2、压力式液位计
压力变送器、单法兰液位变送器、投入式液位变送器常用于敞口容器液位测量;差压变送器、远传双法兰差压变送器常用于密闭容器液位测量。差压式液位计在测量中容易受介质密度和温度变化的影响,附件维护量很大;若测量强腐蚀介质液位,则仪表造价昂贵。
3、微波物位计
超声波液位计、雷达物位计、导波雷达物位计都属于微波物位测量仪表,可以用于固体和液体的物位测量。这些物位计虽然技术先进,有加高的测量精度,但对于储存轻烃、液氨、液氯等的压力容器,由于气相介质介电常数低、挥发且存在大量液滴,会吸收和影响电磁波反射,对微波物位计液位测量带来干扰,造成物位计测量值不稳定。
化工储罐

不同液位计在液氯罐液位测量中的应用
实践是检验真理的唯一标准。每一种液位计都有其优点和不足,相同工况下不同液位计的应用表现也不尽相同。唐山冀东氯碱有限公司在液氯储罐液位测量中进行大量应用实践,工厂仪表专工石振森工程师在本文和大家分享不同种类液位计在该厂液氯储罐液位测量中的应用经验。

1、放射性液位计在液氯储罐液位测量中的应用
唐山冀东氯碱有限公司在20世纪80年代采用钴60放射性液位计对液氯储罐液位进行高限位式测量及报警。具体应用为:在液氯储罐液位高位点两侧分别安装钴60放射源及接收装置。放射性液位计在储罐满或不满状态下产生不同放射量,仪表根据放射量变化判断储罐槽液位是否越限并发出相应开关量报警信号。

钴60放射性液位计按装在储罐外部,不与液氯接触,无氯气泄漏隐患,位式测量准确可靠,但放射性液位计不能实现液位的连续测量监控且钴60放射源易对仪表检修工造成人身危害,因而不宜用于生产。

2、顶装浮球液位计在液氯储罐液位测量中的应用
唐山冀东氯碱有限公司在20世纪80年代又采用顶装浮球液位计测量液氯储罐液位。顶装浮球液位计自顶部插入液氯储罐内部,当液氯储罐内液位变化时,浮球随液面变化沿测量导管上下浮动,通过防腐浮球内的磁钢不断吸合不同位置的干簧管继电器,由指示器显示出液面的位置。

顶装浮球液位计在使用初期效果良好,但随着时间的推移,其弊端也逐渐呈现出来:顶装浮球液位计测量时需要与液氟接触,容易出现氟气泄漏;现场环境腐蚀性强,干簧管继电器测量杆常常因腐蚀而出现脱焊,故障率非常高,维修工作量大,影响正常生产;液氯内所带酸泥在浮球钢管上附着,造成浮球移动卡顿甚至卡死,致液位计浮球不能正常跟随液位变化位移,产生虚假液位而影响工艺生产操作,因而也不能完全适用液氯储罐液位测量。

3、电容式物位计在液氯储罐液位测量中的应用
唐山冀东氯碱有限公司在20世纪90年代后期改用电容式物位计测量液氯储罐液位。电容式物位计从液氯储罐顶部插入,物位计变化的电容和储罐中液氯液位的变化高度成一定比例,利用这一原理实现对液氯储罐液位的连续测量。

电容物位计可以满足对液氯储罐液位的连续测量,但有以下缺点:电容物位计测量电极需要插入液氯储罐,安装或拆卸时易发生氯气泄漏,危及人身安全;电容物位计工作一段时间后,液氯所带酸泥会粘附在电容物位计内、外电极中间,造成电容量变化,使测量产生很大误差;因氯气的剧毒性,故障仪表不可随时拆卸维修,造成仪故障表长期无法修复。由于上述原因,电容物位计在使用一段时间后被逐渐淘汰。

4、侧装磁翻板液位计在液氯储罐液位中的应用
唐山冀东氯碱有限公司在2003年又尝试使用进口侧装磁翻板液位计,侧装磁翻板液位计采用测量管与储罐连接,测量管内装有磁浮子,管外由双色瓷辊并排组合成指示计,磁浮子随液氯液位变化而上下移动,带动磁辊转动,磁辊因此改变颜色指示液位。

侧装磁翻板液位计使用初期阶段的效果良好,由于指示器与介质完全隔离,克服了腐蚀造成的影响;磁浮子密封在测量管内,消除了氯气泄漏隐患,保证了安全;侧装磁翻板液位计测量、指示准确可靠,故障率非常低,对生产影响小。缺点是测量管壁结冰,长时间工作时液氯所带酸泥也会造成磁浮子卡顿或卡死,产生测量误差,严重影响工艺生产操作,因而也不能完全适用液氯储罐液位测量。

5、外测液位计在液氯储罐液位测量中的应用
唐山冀东氯碱有限公司2005年在1个储罐上开始试用外测液位计测量液位。
A、外测液位计工作原理
外测液位计为智能化现场变送器式仪表,外测液位计隔爆主机是安装在液氯储罐附近,外测液位计测量头紧贴在容器外壁上,靠检测容器壁上的微小机械振动,变为电信号传入外测液位计隔爆主机,对此信号进行处理后,变为数字信号送入CPU。仪表主机对测量头得到的各种不同模式的振动波进行滤波、识别,除去与液位变化无关的信号,并利用专门的软件对该信号的波形进行复杂的计算,采用人工智能算法对其进行分析,从而计算出液面高度。因此,外测液位仪是从罐外连续、精确地测量罐内的液位高度,完全不接触罐内的液体和气体,实现了真正的隔离测量。

B、外测液位计优点
外测液位计具有以下优点:
①可用于最苛刻的环境。可测量任何压力的液体;可测量毒性最剧烈的液体;可测量腐蚀性最强的液体;可测量绝对无菌或极高纯度的液体。
②使用安全。在测量有毒害、有腐蚀、有压力、 易燃易爆、易挥发、易泄漏的液体时,由于测量头和仪表都在容器外,在进行安装、维修、维护操作时,操作人员不接触罐内的液体和气体,非常安全。即使在仪表损坏或维修状态下,也绝不会发生泄漏现象。
③符合环保要求。既不泄漏液体,也不泄漏气体,不污染环境,属绿色环保仪表。
④安装和维护最方便、最经济。由于该液位仪不需在容器上开孔,不用法兰盘,不用连通管,所以安装和维护十分方便。外测液位仪,在安装和使用时,不需要人工校准,非常方便。
⑤可靠性高、使用寿命长。由于该液位仪测量头和仪表内无机械运动部件,并经严格密封,与外界隔离,不会产生磨损或腐蚀,十分耐用可靠,维护工作量极小。
⑥测量精确。外测液位仪可不断地自动校准,保证最高的测量精度。此外,外测液位仪分为温度补偿型,其测量精度达1%;自校准型,测量精度达0.2%。其中,自校准型液位仪不需人工校准。

C、外测式液位计缺点
①外测式液位计仍有一些不足,仪表本身有测量死区,在容器底部200mm以内外测式液位计只能显示低位报警而无法指示出准确的液位数值。由于该公司的液氯储罐液位测量监控主要是要保证高位准确监控,所以这一缺陷并不影响正常使用。

经过分析对比,认为从安全生产及维护工作角度来看,外测式液位计是目前最适合于液氯储槽液位测量的仪表,经过唐山冀东氯碱有限公司近一年的使用,效果良好。

②外测式液位计的优势在于安装方便,不会存在氯气泄漏和仪表被腐蚀的隐患。据其他石化工厂现场反映:外测式液位计用过一段时间也会发生测量故障,主要由于粘贴介质和间隙变化引起的,这是个普遍问题。这也是能够避免的问题。所以,外贴式超声波液位仪表应用的最大障碍就是需要做到安装后的长期全天候运行,这是个技术问题。另外,对于现场出现问题的仪表,供应商要及时响应和解决问题,这是服务问题。

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文章作者:石振森,文章内容源自作者《液氯储罐液位测量方法的比较》论文
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