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引起高溫高壓磁翻板液位計測量誤差的外界因素分析

發布時間:2021-01-22 15:08:30??點擊次數:417次

摘要:基于高溫高壓磁翻板液位計的工作原理,分析了引起高溫高壓磁翻板液位計測量誤差的外界因素,并針對這些因素提出了相應的改進方案。實際運行結果表明:高溫高壓磁翻板液位計負壓側管線內積聚的氣泡被消除后,其測量誤差被控制在3%以內,且液位顯示平穩。
高溫高壓磁翻板液位計是一種非接觸式液位測量儀表,其輸出壓力能夠自動跟隨吹氣管出口壓力的變化而變化,并保持輸出氣體流量穩定,通過測量吹氣管間的壓差而測量出被測量罐的液位。高溫高壓磁翻板液位計適用于高溫、高真空、高粘度、強腐蝕性、易凝固、易結晶或含懸浮顆粒聚合物的高溫熔體等各種惡劣工況。
反應器是一種重要的化工機械設備,而化工機械設備是化工企業生產活動正常進行的基本物質保障,它直接影響著企業生產計劃和產品交貨期的制定,一旦發生液位測量不準確導致機械設備故障,就會影響企業預期生產計劃的完成。目前,高溫高壓磁翻板液位計普遍應用于對化工行業中反應器液位的測量,因此,為保證高溫高壓磁翻板液位計的測量精確度,對減小高溫高壓磁翻板液位計測量誤差的方法進行探索是十分必要的。在此,筆者對引起高溫高壓磁翻板液位計測量誤差的外界因素進行分析,并提出相應的改進措施,以減小高溫高壓磁翻板液位計的測量誤差。
高溫高壓磁翻板液位計利用靜力學原理,通過差壓變送器正負壓側的壓力不同,形成一定的壓差,實現對反應器中溶液密度和液位的測量。高溫高壓磁翻板液位計的工作原理如圖2所示。一定量的干燥氫氣經過轉子流量計進入9/16寸(1寸=33.333mm)的正壓側毛細管內,使得管內有微量氣泡溢出,然后根據式(2)即可計算出反應器的液位。同時,在具體的化工生產中使用高溫高壓磁翻板液位計測量反應器液位時,高溫高壓磁翻板液位計負壓側毛細管內應避免有液體進入,否則會造成假液位現象或液體進入變送器的現象,導致測量誤差甚至損壞儀表。
高溫高壓磁翻板液位計的測量誤差分析在化工生產過程中,對儀表的測量精確度要求很高。而高溫高壓磁翻板液位計在使用過程中,由于一些外界因素將導致其測量出現誤差。
2.1 溶液氣泡
氣泡是由氣液兩相組成的分散系,在工程上一般是由氣體通過小孔進入液層分散而成的。在固定床反應器中,氣體通過反應器底部氣體分布器與溶液接觸,通過溶液層分散形成氣泡。氣泡的形成分為孕育階段、長大階段和脫離階段。在孕育階段,氣體壓力有一個積聚過程,當達到毛細壓力后才能形成氣泡。氣泡有一個氣液接觸界面,在這個界面上有特定的力學性質,當氣泡溶解或長大時,氣液界面會發生傳質,而氣泡大小發生變化會驅動周圍溶液流動。這3個過程會相互影響,因此氣泡是一個界面-傳質-流動相互耦合的動態體系。
由于反應器中的溶液含有大量的水,當未達到反應溫度或溫度不適時在油狀溶液、水和流動氣體共存的狀態下,極易產生氣泡。氣泡經過從下而上流動的氣體的攪動,不斷上升,并在測量液位的負壓側管口處大量積聚,進入管內,從而使得管內有大量氣泡存在。大量氣泡聚集后進入水平管內,無法排出,將造成假液面現象,最終導致測量不準,產生測量誤差。在化工生產過程中,反應器一般以第二個液位計(雷達液位計)作為參照組,通過DCS監控對比,判斷高溫高壓磁翻板液位計測量是否準確。當高溫高壓磁翻板液位計負壓側管線內有大量氣泡存在時,其測量數值波動較大,無任何規律可循,顯示的液位增長或降低數值也無任何趨勢,嚴重時會從當前液位顯示值直接跳至100%或0%,給化工生產造成極大危險,降低生產效率。
2.2 容器外管線受凍
在寒冷的冬季,在反應器外部頂端負壓側管線內,由于反應器內部溫度較高、外界溫度較低,溫差很大,因此管內存在的氣泡極易受冷凝而結成冰,并附著在管內,使得差壓變送器測量受阻。嚴重時,液體進入變送器,將使變送器結冰受損,最終導致液位計測量失靈,無法測出液位。

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