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雙法蘭差壓變送器在高溫蠟油介質(zhì)測量中的應(yīng)用
高溫蠟油介質(zhì)液位計(jì)的選用一定要從介質(zhì)的特殊性及高溫高壓的工況環(huán)境等多種因素考慮,，通過現(xiàn)場實(shí)際使用多種形式液位計(jì)進(jìn)行實(shí)際論證,。浮筒液位計(jì)在高溫蠟油工況下故障率高,、頻繁拆檢使用壽命短,；雷達(dá)液位計(jì)在高溫油蠟介質(zhì)工況有其本身的局限性,，一旦介質(zhì)分層造成儀表誤指示,，工藝無法正常監(jiān)盤操作,；插入式雙法蘭變送器適合在高溫油蠟介質(zhì)工況進(jìn)行測量,，故障率低、方便維護(hù),。正確地選用液位計(jì),，不僅能減少故障率，提高測量準(zhǔn)確度,，而且大大減少了維護(hù)成本,，從而對企業(yè)正常生產(chǎn)維護(hù)、安穩(wěn)長滿優(yōu)運(yùn)行提供了有力的保障,。
液位計(jì)測量方式有兩種,，連續(xù)測量和定點(diǎn)測量。一般按照其工作原理可分為以下幾種類型：
1）聲學(xué)式,。通過液位的變化引起聲阻抗和反射距離變化來進(jìn)行物位測量,，例如喇叭口超聲波液位計(jì)、導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì),、雷達(dá)液位計(jì)等,。
2）直讀式,。根據(jù)連通器原理直接進(jìn)行實(shí)時(shí)物位的讀取，例如就地磁翻板物位計(jì),、U形玻璃管液位計(jì),。
3）差壓式（靜壓式）。利用被測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理,，將液體產(chǎn)生的靜壓轉(zhuǎn)換為電信號,，再由處理模塊經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性修正，將其轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號（一般為4mA～20mA/1VDC～5VDC）,，例如單法蘭液位計(jì)（試用敞口容器）,、 雙法蘭液位變送器、插入式雙法蘭差壓液位計(jì)等[2],。
4）電氣式,。將物位變化的信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電阻、電壓,、電容等物理電信號進(jìn)行物位測量,，例如電接點(diǎn)液位計(jì)、電容液位計(jì),、伺服液位計(jì)等,。
5）核輻射式。核輻射物位計(jì)構(gòu)成主要由放射源,、接收器（探測器）和顯示儀表（轉(zhuǎn)換器）組成,，通過被測物料對γ射線的阻擋作用進(jìn)行物位測量，例如中子料位計(jì),、γ射線物位計(jì)等,。
6）浮力式。浮力式液位計(jì)的工作原理是阿基米德浮力原理[3],。按照測量的原理,，有恒浮力式液位計(jì)和變浮力式液位計(jì)兩種，例如浮子式液位計(jì),、浮球式液位計(jì)就屬于恒浮力液位計(jì),，浮筒式液位計(jì)屬于變浮力液位計(jì)[4]。每種液位計(jì)都有自己的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式的性,，正確地選用液位計(jì),，才能保證低故障率及測量準(zhǔn)確度。
1 液位計(jì)的結(jié)構(gòu)原理
1.1 浮筒液位計(jì)
浮筒液位計(jì)是典型的變浮力式的液位計(jì),，液面發(fā)生變化時(shí),，沉筒浸泡在被測量液體內(nèi)的體積不同，體積的不同所受的浮力也不同進(jìn)而產(chǎn)生位移,，再通過機(jī)械傳動部件轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移來測量液位,，使傳感器與杠桿機(jī)構(gòu)合二為一,，可直接測量浮筒在液體中所受的浮力[5]。經(jīng)常被使用在敞口或帶壓容器內(nèi)的液位,、界位,、密度的連續(xù)測量的工況條件下。智能浮筒液位計(jì)由浮筒,、扭力管,、傳感器、杠桿4部分組成,。
1.2 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)
通過時(shí)域反射原理（TDR）來進(jìn)行物位的測量,，雷達(dá)液位計(jì)發(fā)射出的電磁脈沖以光速沿著鋼纜或探棒進(jìn)行傳播，當(dāng)發(fā)射出的電磁波遇到被測介質(zhì)表面時(shí),，發(fā)射出的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置,，發(fā)射裝置與被測介質(zhì)表面的距離同脈沖在其間的傳播時(shí)間成正比，經(jīng)計(jì)算得出液位高度[6],。優(yōu)勢：導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)對液體,、顆粒及漿料等可以進(jìn)行連續(xù)物位測量，在實(shí)際測量過程中不受介質(zhì)變化,、溫度變化、濕度變化,、惰性氣體及蒸汽,、粉塵、泡沫等因素的影響[7],。雷達(dá)液位計(jì)精度高可達(dá)到5mm,，量程范圍廣大為60m，耐高溫250℃以上,、耐高壓40kg,，并且雷達(dá)液位計(jì)適用于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域液位的測量使用。
用途：導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)應(yīng)用于水液儲罐,、甲醇儲罐,、酸堿儲罐、漿料儲罐,、固體顆粒,、小型儲油罐、蠟油儲罐以及各類導(dǎo)電,、非導(dǎo)電介質(zhì),，腐蝕性介質(zhì)。如煤倉,、灰倉,、油罐,、酸罐等[8]。導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)使用注意事項(xiàng)：導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)對安裝空間有一定的要求,，安裝法蘭口直徑不能小于安裝低要求,，直管段不能高于大尺寸，同時(shí)注意介質(zhì)的介電常數(shù),，一定要跟據(jù)介質(zhì)的介電常數(shù)的大小選擇適合的型號：
1）測量介電常數(shù)一定要≥1.4,，否則無法正常測量使用；2）容易產(chǎn)生粘附的介質(zhì)不能選用雷達(dá)液位計(jì),，一般要求測量粘度≤500cst,；3）對于桿式雷達(dá)液位計(jì)，選用的大量程6m,，超過6m應(yīng)選用纜式雷達(dá)進(jìn)行測量,；4）對于蒸汽和泡沫介質(zhì)液位的測量本身有很強(qiáng)的抑制能力，能夠保證本身的測量準(zhǔn)確度,；5）在實(shí)際應(yīng)用中對于那些介電常數(shù)比較小的液體物料通?？梢圆捎秒p探桿式測量方式，可以很好地保障測量的準(zhǔn)確度,。
1.3 雙法蘭液位變送器
雙法蘭液位變送器在液體容器的底部和頂部安裝,，通過測量容器兩個(gè)不同點(diǎn)處表壓信號來反應(yīng)液位的高度。差壓儀表按照其形式分3種：氣動,、電動及法蘭式 雙法蘭液位變送器,。其安裝方便，容易實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)和信號遠(yuǎn)傳,，通常有氣相和液相兩個(gè)取壓口,，設(shè)備的氣相壓力取壓點(diǎn)為氣相取壓，設(shè)備底部液相處壓力為液相取壓點(diǎn),，而液相取壓點(diǎn)壓力除了受容器本身液體產(chǎn)生的靜壓力,，還受氣相壓力的作用，液相和氣相壓力之差就是設(shè)備內(nèi)液柱產(chǎn)生的靜壓力,。
2 高溫蠟油介質(zhì)液位計(jì)使用及維護(hù)
2.1 浮筒式液位計(jì)
浮筒液位計(jì)耐高溫高壓,、抗振性能好、質(zhì)量穩(wěn)定,、性能可靠,。采用系列化設(shè)計(jì)，多種安裝方式,，實(shí)用面廣,，可裝于各種儲灌和過程罐，各種常壓罐和壓力容器[10]。非常適用于高溫蠟油介質(zhì)的液位測量,。蠟油介質(zhì)工況下使用浮筒液位計(jì)測量值穩(wěn)定,，趨勢平緩，不會出現(xiàn)液位大幅度波動,，影響工藝觀察調(diào)節(jié),，并且在線狀態(tài)下可以進(jìn)行量程和零點(diǎn)的調(diào)節(jié)標(biāo)定。缺點(diǎn)：
1）在蠟油工況下,，浮筒需要良好的伴熱保溫,，對于輕油介質(zhì)不易采用強(qiáng)伴熱，容易引起介質(zhì)揮發(fā)沸騰,，導(dǎo)致浮筒液位計(jì)誤指示,；2）受天氣影響冬季維護(hù)量隨之增加，伴熱提供的熱量不夠,，容易引起蠟油凝結(jié)造成液位計(jì)無法正常使用,。浮筒液位計(jì)在高溫蠟油介質(zhì)液位測量的主要故障及處理方法：
1）浮筒液位計(jì)連接設(shè)備的根部閥堵塞
因高溫蠟油介質(zhì)本身的理化特性，介質(zhì)粘稠,、易凝固等特點(diǎn),，根部閥伴熱溫度低以及液位計(jì)長期運(yùn)行都會引起根部閥處的介質(zhì)凝固，致使根部閥出現(xiàn)堵塞情況,，造成液位計(jì)無法正常測量指示,。處理：檢查伴熱及保溫完好情況，進(jìn)行完善,；關(guān)死根部截止閥,，打開排污閥，通過密排管線對液位計(jì)進(jìn)行排污疏通處理,。
2）蠟油沉淀凝固在浮筒里
浮筒內(nèi)蠟油介質(zhì)處于一個(gè)相對靜止的狀態(tài)，蠟油沉淀凝固在浮筒里,，浮子在浮筒內(nèi)直接被卡住,，由于浮子已經(jīng)被蠟油包裹卡死，即使液位變化,，浮子也無法移動,，不能產(chǎn)生對應(yīng)的位移信號，造成指示死值影響工藝判斷操作,。處理：將浮筒液位計(jì)與設(shè)備連接的根部閥切死,，同時(shí)用高溫蒸汽加熱浮筒外壁，熔化內(nèi)部沉淀凝固蠟油,，加熱一定時(shí)間后,，慢慢打開排污閥通過密閉排放進(jìn)行排污，排污完成后關(guān)閉排污閥，投用根部截止閥觀察液位指示是否正常,；投用后仍指示不準(zhǔn),，將浮筒切除通過排污閥泄壓交出后，對浮筒進(jìn)行拆檢,，用高溫蒸汽把浮筒和浮子上凝固的蠟油全部清理干凈后投用,。
3）浮子的掛扣脫落
浮子掛扣連接脫落，扭力管所受到的力直接為零,，相當(dāng)于浮子*浮起液位滿量程時(shí)的情況,，表頭輸出指示大（顯示110%）。
處理：將浮筒液位計(jì)與設(shè)備連接的根部閥切死,，打開排污閥,，通過蠟油密排管線進(jìn)行排放泄壓，拆解浮筒液位計(jì),，把浮子掛扣掛好后投用,。
2.2 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)在高溫、高壓,、易揮發(fā),、腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)工況非常適用，測量范圍大,、本身壽命長,，一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，沒有可動部件,，本身不存在機(jī)械磨損,，大大延長了自身的使用壽命。根據(jù)本身的這些特性,，使用在高溫蠟油介質(zhì)的工況非常合適,，不會因?yàn)榻橘|(zhì)中有揮發(fā)的油氣而影響液位的真實(shí)指示，同時(shí)本身可以在線進(jìn)行空標(biāo)查看液位的真實(shí)回波來判斷液位測量的準(zhǔn)確性,。缺點(diǎn)：1）導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)在實(shí)際測量中是依靠介質(zhì)的介電常數(shù)不同的特性進(jìn)行測量反饋回波,，而在實(shí)際應(yīng)用過程中會出現(xiàn)介質(zhì)分層，內(nèi)部存在兩種不同的介質(zhì),，造成液位計(jì)不能正確指示,；2）蠟油介質(zhì)本身熔點(diǎn)高，液位計(jì)使用過程中需要良好的保溫伴熱,，伴熱熱量不夠在雷達(dá)液位計(jì)的導(dǎo)波桿及纜繩上凝結(jié)蠟油,，造成液位計(jì)虛假指示。
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì),、雷達(dá)液位計(jì)在高溫蠟油介質(zhì)液位測量的主要故障及處理方法：
1）雷達(dá)液位計(jì)導(dǎo)波筒內(nèi)介質(zhì)分層蠟油介質(zhì)實(shí)際生產(chǎn)使用過程中,，介質(zhì)中會攜帶一定的水分，液位計(jì)長期運(yùn)行在液位計(jì)形成分層現(xiàn)象，水的介電常數(shù)大,，蠟油的介電常數(shù)相對小,，這時(shí)雷達(dá)液位計(jì)檢測到的強(qiáng)回波來指示液位，不能正常測量真實(shí)液位,。處理：關(guān)閉導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)根部截止閥,，打開密閉排污閥，將導(dǎo)波筒內(nèi)的水排出,，投用液位計(jì),。
2）雷達(dá)液位計(jì)導(dǎo)波桿上凝固蠟油介質(zhì)蠟油介質(zhì)容易凝固到導(dǎo)波桿上，導(dǎo)致在此處始終存在一個(gè)虛假回波,。
處理：關(guān)死根部截止閥,，打開排污閥泄壓，對導(dǎo)波桿進(jìn)行拆檢,，清除凝固蠟油,。
2.3 插入式雙法蘭差壓液位計(jì)
插入式雙法蘭差壓液位計(jì)測量精度高，量程,、零點(diǎn)外部連續(xù)可調(diào),，穩(wěn)定性能好，耐過壓,、阻尼可調(diào),；固體傳感器設(shè)計(jì)，無機(jī)械可動部件,，維護(hù)量少[10],；可根據(jù)接觸的蠟油介質(zhì)特性選擇膜片材料。
1）液位波動較大
介質(zhì)波動大或汽化嚴(yán)重,，毛細(xì)管有破損,，介質(zhì)泄漏，膜盒損壞,，伴熱溫度過高,。處理：更換變送器，調(diào)整伴熱溫度,。
2）指示大或小
低壓側(cè)（高壓側(cè)）隔離液泄漏、膜片壞,，毛細(xì)管損壞,。處理：更換變送器。
3 結(jié)束語
高溫蠟油介質(zhì)液位計(jì)的選用應(yīng)根據(jù)實(shí)際工況選擇,，浮筒液位計(jì)容易出現(xiàn)蠟油介質(zhì)凝固在浮筒表面導(dǎo)致液位無法正常測量,，需要大量維護(hù)；同時(shí)對整個(gè)浮筒的伴熱系統(tǒng)也有較高的要求。雷達(dá)液位計(jì)因?yàn)闇y量液位的原理是依靠介質(zhì)的介電常數(shù),，化工生產(chǎn)中高溫蠟油介質(zhì)的工況往往會形成介質(zhì)分層,，造成液位計(jì)波動假指示，影響工藝控制指標(biāo),；而高溫蠟油介質(zhì)使用插入式 雙法蘭液位變送器進(jìn)行測量,，空倉區(qū)：物料堆積面遠(yuǎn)離料位計(jì)探頭所在位置，測量值電壓較低,，通常為零,。
接近動作區(qū)：物料堆積面此時(shí)將接近料位計(jì)探頭位置了，此時(shí)的測量值電壓上升較快,，當(dāng)越過料位計(jì)探頭,，也就是圖中所示VA點(diǎn)位置時(shí)，料位計(jì)發(fā)出動作信號,，同時(shí)自動將標(biāo)定值電壓由VA點(diǎn)切換到VB點(diǎn),。
物料*掩埋區(qū)：此時(shí)若物料繼續(xù)向上堆積，測量值會緩緩上升,。料位計(jì)探頭處于*掩埋狀態(tài),。
在料位回落時(shí)，測量值會緩緩下降,。一旦測量值電壓低于標(biāo)定值點(diǎn)VB時(shí),，此時(shí)料位計(jì)會對動作信號進(jìn)行復(fù)歸，同時(shí)將標(biāo)定值自動切換到VA,，等待下一次動作,。
VA與VB之間的差值為死區(qū)寬度（俗稱斯密特過程）。主要為了防止在動作區(qū)域附近料位計(jì)頻繁動作,。死區(qū)寬度均為標(biāo)定值的5%左右,。
對上述動作過程明白了后，就可方便地對料位計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定了,。
通過對測量值的觀察,，可知物料與電壓的關(guān)系，以選取合適的標(biāo)定值區(qū)域,。旋動定值調(diào)整電位器可以改變標(biāo)定值的數(shù)值,。
調(diào)整定值電位器時(shí)，必須用φ<2mm的小型一字解錐進(jìn)行,。所有電壓測量點(diǎn)均是相對外殼而言,，外殼為零電位。
4 結(jié)語
該新型場效應(yīng)料位計(jì),，原理新穎,，結(jié)構(gòu)簡單,，設(shè)計(jì)*，抗掛料和干擾性能較強(qiáng),。涵蓋的使用溫度范圍比較高,，能達(dá)600℃的使用場所。是一種新型的料位開關(guān)量監(jiān)測手段,，廣泛應(yīng)用于火電廠除灰系統(tǒng)和其他固體顆粒的高低報(bào)警以及控制系統(tǒng)之中,。