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减小磁翻板液位计测量误差的方法

基于磁翻板液位计的工作原理,分析了引起磁翻板液位计测量误差的外界因素,并针对这些因素提出了相应的改进方案。实际运行结果表明: 磁翻板液位计负压侧管线内积聚的气泡被消除后,其测量误差被控制在3%以内,且液位显示平稳。

磁翻板液位计是一种非接触式液位测量仪表,其输出压力能够自动跟随吹气管出口压力的变化而变化,并保持输出气体流量稳定,通过测量吹气管间的压差而测量出被测量罐的液位。磁翻板液位计适用于高温、高真空、高粘度、强腐蚀性、易凝固、易结晶或含悬浮颗粒聚合物的高温熔体等各种恶劣工况。


反应器是一种重要的化工机械设备,而化工机械设备是化工企业生产活动正常进行的基本物质保障,它直接影响着企业生产计划和产品交货期的制定,一旦发生液位测量不准确导致机械设备故障,就会影响企业预期生产计划的完成。目前,磁翻板液位计普遍应用于对化工行业中反应器液位的测量,因此,为保证磁翻板液位计的测量准确度,对减小磁翻板液位计测量误差的方法进行探索是十分必要的。在此,笔者对引起磁翻板液位计测量误差的外界因素进行分析,并提出相应的改进措施,以减小磁翻板液位计的测量误差。

磁翻板液位计利用静力学原理,通过差压变送器正负压侧的压力不同,形成一定的压差,实现对反应器中溶液密度和液位的测量。磁翻板液位计的工作原理如图2 所示。一定量的干燥氢气经过转子流量计进入9 /16 寸( 1 寸= 33. 333mm) 的正压侧毛细管内,使得管内有微量气泡溢出,然后根据式( 2) 即可计算出反应器的液位。同时,在具体的化工生产中使用磁翻板液位计测量反应器液位时,磁翻板液位计负压侧毛细管内应避免有液体进入,否则会造成假液位现象或液体进入变送器的现象,导致测量误差甚至损坏仪表。

磁翻板液位计的测量误差分析在化工生产过程中,对仪表的测量准确度要求很高。而磁翻板液位计在使用过程中,由于一些外界因素将导致其测量出现误差。
2.1 溶液气泡
气泡是由气液两相组成的分散系,在工程上一般是由气体通过小孔进入液层分散而成的。在固定床反应器中,气体通过反应器底部气体分布器与溶液接触,通过溶液层分散形成气泡。气泡的形成分为孕育阶段、长大阶段和脱离阶段。在孕育阶段,气体压力有一个积聚过程,当达到毛细压力后才能形成气泡。气泡有一个气液接触界面,在这个界面上有特定的力学性质,当气泡溶解或长大时,气液界面会发生传质,而气泡大小发生变化会驱动周围溶液流动。这3 个过程会相互影响,因此气泡是一个界面- 传质- 流动相互耦合的动态体系。

由于反应器中的溶液含有大量的水,当未达到反应温度或温度不适时在油状溶液、水和流动气体共存的状态下,极易产生气泡。气泡经过从下而上流动的气体的搅动,不断上升,并在测量液位的负压侧管口处大量积聚,进入管内,从而使得管内有大量气泡存在。大量气泡聚集后进入水平管内,无法排出,将造成假液面现象,***终导致测量不准,产生测量误差。在化工生产过程中,反应器一般以第二个液位计( 雷达液位计) 作为参照组,通过DCS 监控对比,判断磁翻板液位计测量是否准确。当磁翻板液位计负压侧管线内有大量气泡存在时,其测量数值波动较大,无任何规律可循,显示的液位增长或降低数值也无任何趋势,严重时会从当前液位显示值直接跳至100%或0%,给化工生产造成极大危险,降低生产效率。
2.2 容器外管线受冻
在寒冷的冬季,在反应器外部顶端负压侧管线内,由于反应器内部温度较高、外界温度较低,温差很大,因此管内存在的气泡极易受冷凝而结成冰,并附着在管内,使得差压变送器测量受阻。严重时,液体进入变送器,将使变送器结冰受损,***终导致液位计测量失灵,无法测出液位。


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