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    改進型浮子液位計在液位測量中具有高的使用價值的方案說明

    發表時間:2018-09-17   點擊次數:1153 技術撑持:1560-1403-222
    浮子式液位計是實際是一類液位計種類,其典型的應用就是常見的浮標液位計,其應用范圍非常廣泛。傳統型的浮子液位計適合在各類具有黏稠介質的測量中有很好的表現,不過對于易于揮發結晶的介質和特別黏稠狀介質, 傳統浮子液位計的使用會還是會打折扣。本文基于地下槽體液位測量環境的實際狀況, 并結合傳統浮子液位計的測量原理和結構特點, 提出了一種具有高精確度、制作方便、環境適應程度高、抗干擾性強、耐腐蝕能力強、維護使用方便等諸多優勢的改進型浮子液位計。通過實際投產使用,該改進型浮子液位計的測量效果基本達到了初的設計要求,在繼承了傳統浮子液位計優點的基礎上, 并通過結構改造, 成功克服了傳統浮子液位計在液位測量過程中的局限性。此方案不但解決了地下槽體液位測量過程中常見的問題, 同時也石化等行業生產過程中地下槽體液位計的使用提供有益的思路。

    0 、引言:
    化工工業生產過程中, 槽體一般作為載體被用于液態反應介質的運輸和存儲, 是生產工藝中重要的容器。槽體內部液面應始終處于理想的工作高度, 故槽體介質液面高度成為工藝生產過程中需要控制的一個重要參數。實現地下槽體液位的、準確測量, 對于工藝控制過程至關重要[1]。地下槽體內環境十分復雜, 各種成分會對液位測量造成影響。為安详起見, 液位測量值作為工業生產中觸發安全儀表系統啟動的聯鎖條件[2]。工業生產中, 充分解析現場測量條件和影響身分, 選擇適合現場工藝測量條件的測量儀表, 已成為工業儀表測量業內的同心协力方向。

    1 、研究背景:
    工業生產中, 針對地下槽體、罐體的液位測量方式眾多, 測量設備多種多樣。以是, 選擇一種合适具體工況條件的液位計重要。此刻, 常用的液位測量裝置, 按測量真理可分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式液位測量裝置有人工檢尺、浮子液位計等, 非接觸式液位測量裝置有雷達液位計、核輻射液位計、超聲波液位計等。與接觸式液位測量裝置相比, 非接觸式測量在技術含量和測量精度上具有的優勢。但由于受使用资本高、尖刻的利用環境等成分限制, 非接觸式測量裝置在國內外市場上無法普及利用。根據市場統計, 國內市場上而今普遍运用的是人工檢尺和浮子液位計。人工檢尺對人的操作技能要求高, 受客觀成分影響大, 測量精度有限;在惡劣工況下, 測量具有高風險。浮子液位計在利用過程中經常會出現機械卡滯、密度調節困難、維修復雜等現象。是以, 研制出一套具備維護便当、制作簡單、精度高等多種優勢的實用型浮子液位計, 對于實際工業生產測量有著深遠的意義[3]。為此, 本文介紹了一種改進型浮子液位計, 可用于測量地下槽體、罐體等設備的液位。

    工業生產中, 人們運用多種主意來進行容器內液體的物位測量。傳統浮子液位計便是常用的一種。由于環境、工況等身分的影響, 傳統浮子液位計在液位測量過程中存在很大的局限性。特別是在焦化行業中的地下槽體、罐體等雜質多、工況復雜的環境中, 因为傳統浮子液位計為接觸式測量裝置, 其浮球會被粘上焦油等雜質, 導致浮球密度增大, 不能的浮在被測介質外貌, 從而影響液位計的測量。與之相比, 非接觸式測量的雷達液位計則優勢明顯。其不接觸被測量介質, 避免了上述情況的出現。雷達波的傳輸方向, 回波受被測量槽體的內部結構限制。對于結構復雜的槽體, 雷達波在傳播過程中呈無序狀態, 進而影響液位測量的精度, 不能有效實現其功能。

    2 、傳統浮子液位計:
    2.1 、組成結構:
    傳統浮子液位計由浮球、傳動部件、顯示系統組成, 其結構如圖一所示。
    浮子液位計

    圖1 傳統浮子液位計結構圖

    运用浮球密度小、漂浮在被測介質界面之上的特征, 傳動部件將浮球的处所傳遞顯示系統;顯示系統將傳動部件傳遞的浮球地方信息通過機械、電子、電磁、光學等不同步地顯示。按其結構阵势, 浮子可分為杠桿式、平衡式、導桿式、連桿式、連通管式。

    2.2 、工作方式:
    傳統浮子液位計是利用恒浮力真理工作的液位測量儀器。密度比被測液體小的浮球, 受到浮力的功效漂浮在被測介質外观, 通過測量浮球的地方變化反映被測介質在罐體中的液位情況。目前, 浮子液位計分為磁性浮子液位計和浮球浮子液位計兩類[5]。磁性浮子液位計稱為磁翻轉液位計, 是安裝于現場的顯示儀表。其原理為:裝有磁鐵的浮子依靠浮力漂浮在被測介質外观時, 隨著介質液面的變化, 擁有磁性的浮子與液面發生變化, 并通過磁極間相互作用使雙色磁翻柱發生翻轉, 進而顯示液位。磁性浮子液位計則是一種具有遠傳功能的測量儀表。其意思為:在傳感器平平距離安裝數量的電阻, 當浮球達某一地方時就會將電阻兩側接通;通過測量輸出真个電阻信號值的大小, 即可換算出該處液位, 然后由變送器轉換成標準4~20 m A電流信號, 并傳至中央控制室計算機或二次儀表顯示。

    傳統浮子液位計具有四個特點: 「1」 安全可靠, 適用于易燃、易爆液體液位測量; 「2」 不受多種外界因素的限制, 適用于黏度大的介質、有毒或無毒衛生型介質、有腐蝕性介質的物位測量[6]; 「3」 具有就的顯示直讀性, 讀數直觀, 清晰明了; 「4」 無需多組液位計組合, 單機運行實現測量功能, 具有較強的單體全量程測量功能[7]。

    3 、傳統浮子液位計測量的干擾成分:
    傳統浮子液位計是一種拔取恒浮力意思工作的液位測量儀表, 当前被廣泛應用于地下槽體的液位測量。當被測量介質液面平靜時, 浮球工作環境比較好, 在導管中可以平穩地上下運動, 且能準確測量出介質液面高度, 測量精度高。實際使用過程中會出現各種各樣的干擾成分, 使浮球不能工作, 影響測量精度[1]。

    (1) 介質溫度。

    介質存放的環境溫度對被測介質形態的影響很大。假如溫度低, 會形成地下槽體內易結晶的介質出現結晶現象。結晶物附著在傳統浮子液位計的浮球表面, 改變了浮球的重量, 使浮球不能的漂浮在介質外貌, 從而影響液位測量。測量過程中, 介質的差异溫差對傳統浮子液位計的測量偏差有著的影響[8]。

    (2) 機械故障。

    從結構上看, 傳統浮子液位計大多运用機械滑輪和鋼絲作為信號傳遞的載體。機械結構會因腐蝕、外力、浮球外表結晶卡滯等原因引起機械故障。若機械故障不能及時袪除, 會形成傳統浮子液位計不能正常工作。

    (3) 液體的擾動。

    地下槽體內液體介質的攪拌、流入、流出均會酿成槽內被測介質液面的擾動。槽體液面的擾動會引起傳統浮子液位計的浮球地方不穩定, 酿成無法讀取液位計的準確數值, 嚴重影響浮球液位計的正確測量。

    4、改進措施:
    對于以上提出的、影響傳統浮子液位計測量準確度的因素, 通過分析其本質, 提出具有針對性的改進措施。在傳統浮子液位計結構的基礎上, 對測量機構、顯示機構和測量硬件等方面進行改進, 以規避原有的影響因素, 達到測量穩定、精確度高的效果。

    4.1、測量結構:
    針對以上傳統浮子液位計測量的干擾成分, 對傳統浮子液位計的部分測量結構选拔了針對性的改進程序, 解決干擾因素問題。改進型浮子液位計結構如圖二所示。
    浮子液位計

    圖2 改進型浮子液位計結構圖

    改進型浮子液位計在的測量基礎上补充了密封塊和上、下開孔, 并改變了測量桿和浮球的接觸形势。測量導管必須垂直于液面安裝。浮球處于測量導管內部, 其直徑與測量導管直徑, 资料視容器內被測介質密度而定。资料密度應小于介質密度, 使浮球漂浮在介質外貌, 且能够隨著液位的升高, 在浮力的功效下于測量導管內部上下移動。測量導管上下開設一開孔。考慮被測介質內雜質堵塞導波管下部開孔地点, 可根據實際, 在不影響測量導管結構安好的情況下, 补充下開孔處環測量導管同一平面上的開孔數量。在測量導管上開孔, 可使浮球上部與容器內上部氣壓, 從而保證測量管內外液面。測量指針固定在測量桿上, 隨測量桿上下移動, 與刻度尺联合準確指示槽體內液位高度。

    與傳統浮子液位計比拟, 改進型浮子液位計大的分别便是測量桿和浮球分離安裝。測量桿下方是一個喇叭口, 浮球上浮頂住喇叭口, 從而效用于測量桿。測量桿為一個中空貫穿整個桿體。若浮球因介質結晶或者黏度大等原由附著在浮球上, 可在頂部选择蒸氣或清水等合適的介質對浮球進行清洗。浮球材料用耐腐蝕性強的资料制成, 還要保證其密度小, 使其在測量導管內可以漂浮、上下移動。

    改進型浮子液位計零部件簡單, 安裝便捷、可靠, 適用于封閉、半封閉以及全開放式地下槽體的液位測量。測量導管的安裝能够灵验防范介質湍流引起的內部液面波動, 避免了被測介質液面波動引起的測量誤差。加裝測量導管, 減小了浮球下方接觸介質的面積, 可有效避免結晶介質的揮發[9]。

    4.2、 安裝注意事項:
    改進型浮球液位計在安裝時, 要與槽體入口和泵出口保持安详距離, 并灵验避開槽體內的攪拌裝置, 從而防范介質湍流對改進型浮子液位計的干擾[10]。改進型雷達液位計的測量桿為中空結構, 測量封閉或半封閉槽體液位時, 應測量桿頂部開口進行封堵, 防范槽體內介質蒸發從測量桿中空部门溢出, 影響槽體氣密性。

    浮球在測量導管內運動時, 管道內部不平整或測量導管安裝不垂直于被測界面, 均會变成浮球運動過程中其與罐壁之間的摩擦。為減小罐壁摩擦帶來的阻力, 測量導管在安裝時要垂直于被測介質液面。

    4.3、應用結果:
    改進型浮子液位計被用于地下槽體液位的精確測量、測量誤差可以縮小至±0.5mm以內, 測量過程安全穩定, 測量數據精確度高、數值可靠。改進型浮子液位計有效彌補了傳統浮子液位計在測量過程中的不够, 維護便利、资本低贱、測量穩定, 為生產的安详運行供给了有力的保障。

    5、結束語:
    傳統浮子液位計在實際利用過程中, 由于被測介質黏度大、介質結晶、設備腐蝕形成的機械卡滯等問題, 測量結果誤差很大。通過對傳統浮子液位計測量機構、顯示機構、測量硬件等方面的改進, 胜利規避了以上影響身分, 達到測量穩定、精確度高的成绩。改進型浮子液位計設計簡單、易于操作、維護便利, 適用于石油、焦化、化工等行業的地下槽體液位測量, 具有很高的推廣和實用價值。


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