常規(guī)液位計中,差壓式液位變送器、雷達液位計、磁致伸縮液位計、浮筒液位計等應用較為廣泛,但它們因受自身測量原理影響,都存著一定的不足。對幾種液位計優(yōu)缺點進行分析如下。
1、差壓式液位變送器
雙法蘭(或單法蘭)差壓式變送器是利用罐內液位改變時,液位產生的靜壓也隨之變化的原理工作的。
優(yōu)點:穩(wěn)定性好,性價比高,不受罐內件影響。
缺點:需接觸介質,受密度影響大,在毛細管過長時存在滯后。
2、雷達液位計
雷達液位計分非接觸式雷達和導波雷達兩種,原理是液位計向液面發(fā)射超高頻電磁脈沖(導波雷達沿鋼纜、探棒),然后測量發(fā)射波和回波的時差,從而計算出液面高度。
導波雷達優(yōu)點:不受溫度、蒸汽、粉塵、泡沫等的影響。
缺點:以接觸介質,對介電常數有要求,鋼纜、探棒易掛料,鋼纜可能脫落。
非接觸式雷達優(yōu)點:不接觸介質。
缺點:對介電常數有要求,不適合汽化、帶泡沫介質,對安裝位置、法蘭高度有限制。
3、磁致伸縮和浮筒液位計
磁致伸縮液位計原理是利用發(fā)送器發(fā)送低電流脈沖信號,沿磁致伸縮線向下傳輸,產生環(huán)形磁場,當磁場遇到浮球時,和浮球內磁場產生扭應力脈沖,被接收器接收,根據脈沖發(fā)出到接收的時間差,計算出液位高度。
浮筒液位計是基于浮力原理,扭力管受到浮筒所產生的扭力矩時轉過一個角度,變送器把這個角度轉換成4~20mA信號,與被測量的液位成正比。
優(yōu)點:精度高,可用于短間距。
缺點:接觸介質,不適合黏稠介質,浮球易卡死,不能用于小密度,維修費用高。
玻璃管液位計主要適用于直接指示各種罐、塔、槽、箱等容器內介質液位的高度。儀表結構簡單,使用方便。
儀表上下閥門內裝有安全鋼珠,當玻璃因意外損壞時,鋼珠在容器內壓力的作用下自動密封,防止容器內液體外溢。
玻璃管液位計的主技術參數:
測量范圍:300~5000mm
工作壓力:-0.1MPa~1.6MPa
工作溫度:-20~180℃
蒸汽夾套壓力:1.0MPa
蒸汽夾套接頭:G1/2M外螺紋
顯示范圍:法蘭中心跟距L-2000mm
過程連接:HG20592~20635-97 DN20~DN50
接液材質:碳鋼,不銹鋼
高碉硅玻璃管 石英玻璃管
鋼珠自動封閉壓力:≥0.2MPa
排污閥:球閥,針形閥
注:其它法蘭標準(如GB、JB/T、HGJ、ANSI、DIN等)請用戶在訂貨時注明。
玻璃管液位計的注意事項:
1、玻璃管液位計在運輸、搬運及安裝時,不可撞擊或敲打,以防玻璃管和玻璃片破碎。
2、待安裝后,當介質溫度很高時,不要馬上開啟閥門,應預熱20-30分鐘,待玻璃管有一定溫度后,再緩慢開啟閥門。閥門開啟程序:先緩慢開啟上閥門,再緩慢開啟下閥門,使被測介質慢慢進入玻璃管內。
3、在使用中,應定期清洗玻璃管內外壁污垢,以保持液位顯示清晰。清洗程序:先關閉與容器連接的上、下閥門,打開排污閥,放凈玻璃管內殘液,使用適當清洗劑或采用長桿毛刷拉擦方法,清除管內壁污垢。
4、如果石英管斷裂或掛垢嚴重需要更換時,具體步驟:拆下表體,擰開兩端螺帽和螺母,用木棍將石英玻璃管從一端向另一端敲擊;
取出石墨環(huán),將新石英管裝入,再將石墨環(huán)套在石英管上,等距嵌入表體內,擰緊兩端螺母及螺帽,確認無滲漏后,即可投入運行。
雷達液位計(如圖所示)是一種新型液位測量儀表,在石油化工行業(yè)的應用特別很是廣泛。
在生產過程中,人們每每會由于對這種新型儀表缺乏充足的熟悉以及故障處理方法,在不能及時有用解決雷達液位計的故障的時候加劇雷達液位計的故障,本文就是根據雷達液位計故障常見的題目提出了一些解決方案,采用理論分析和現(xiàn)場試驗結合的方法,簡要闡述了造成液位計故障的緣故原由,通過分析論證了故障產生的緣故原由,最終總結出一些雷達液位計故障處理的方法。以下便是雷達液位計常見的故障以及可能存在的緣故原由介紹:
1、測量值存在誤差
故障表現(xiàn)為實際液位和測量值的變化趨勢一致,但數值不相等。這是一種常見的、較單純又容易消除的故障。采用傳統(tǒng)的繩測法測量真實的上空距離,如果實測值與儀表顯示上空距離相一致,證明儀表本身品質沒有問題。由雷達液位計的工作原理可知,實際液位由空罐距離E減去測量參考點到介質表面的距離D求得,因而空罐高度必須準確無誤才能保證測量準確可靠,所以,在標定前必須實地測量,以取得最真實的數據。如果儀表接入計算機系統(tǒng),還應檢查儀表滿量程參數和計算機組態(tài)數據是否一致。
2、測量值明顯失真
故障表現(xiàn)為液位變化而測量值恒為常數,當儲罐排空或將滿時儀表保持一個明顯的假料位,也或者表現(xiàn)為槽罐內物料將滿時顯示彈回一個低值。造成這類故障的通常是以下原因:
(1)天線結疤。厚而濕的結疤會對微波產生強烈的反射,使儀表測量值保持一個恒定的高液位值。
(2)料排空時天線或附近的凝聚物產生干擾回波。
(3)物料排空時槽罐內固定組件引起強烈回波。針對上述情況應采取以下方法進行解決:
(1)仔細清理天線和天線附近的附著物。
(2)激活并合理地設置“窗口抵制”距離?!按翱谝种啤币卜Q為“近現(xiàn)場抑制”,此功能用以消除安裝法蘭焊縫、天線或其附近掛料對測量的影響,是優(yōu)化測量的一種有效手段。它通過設定近現(xiàn)場抑制距離,儀表將此范圍內的回波注冊為干擾回波不進行測量。
(3)進行“固定組件回波抑制”。雷達液位計除了由軟件智能濾除干擾回波外,還可以通過注冊干擾波的方法進行固定組件回波抵制。
(4)槽內物料將滿時儀表顯示一個較低的料位,是由于液面升高槽內多重回波增加,程序處理時將一束時間行程較長的回波錯誤地識別為測量回波,從而計算出較大的上空距離。針對這種情況,應修改近現(xiàn)場抑制距離,以消除多重回波的影響。
3、測量值波動
在槽內由于攪拌介質表面劇烈起伏,或是因為下料使得槽內臨時性干擾回波增強,從而測量值波動。除了改善應用參數(激活浮點平均曲線算法),激活近現(xiàn)場抑制,增大輸出阻尼外,還應檢查儀表的安裝位置,或是考慮安裝更大規(guī)格的天線。
根據筆者的經驗,如果是卡件供電的兩線制儀表,還應檢查DCS模擬量輸入卡件是否有足夠的帶負載能力。沉降160槽雷達液位計曾出現(xiàn)被測液面平穩(wěn)但測量值劇烈波動的故障,在進行全面檢查后確定是DCS系統(tǒng)的AI卡帶負載能力不夠。將儀表由卡件通道供電改為外供電方式,測量信號經隔離器送入卡件,儀表故障消失。
4、失波
故障表現(xiàn)為儀表出現(xiàn)“失波”錯誤或死機。在對低介電常數液體進行測量時,因為液體的反射能力弱,經常會出現(xiàn)失波的現(xiàn)象,但在氧化鋁行業(yè)不存在液體反射能力弱的問題,因此失波多是由于旋渦、湍動的液面、稠而厚的泡沫使得雷達波擴散或被吸收,因而回波微弱甚至沒有回波。對待這種情況,應根據容器內工藝特性設定較優(yōu)的應用參數。采取以上措施沒有明顯效果的話,應改換安裝位置或更大尺寸的天線,以增強回波強度。使用導波管或旁通管是解決失波現(xiàn)象頻繁的有效方法,但安裝工作量大,而且不適于易結疤料漿。