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防腐磁翻板液位計(jì)和壓差液位計(jì)在氨罐液位測量的應(yīng)用與改進(jìn)

發(fā)布時間:2021-01-22 15:53:12??點(diǎn)擊次數(shù):1698次

測量液位的儀表有很多種,傳統(tǒng)的防腐磁翻板液位計(jì)和差壓液位計(jì)都有在使用,每一種液位計(jì)都有其特點(diǎn)有適應(yīng)工況,并不是所有的測量條件一種液位計(jì)就能通吃,用戶在選擇液位計(jì)時要根據(jù)自身的工況條件進(jìn)行合理的選型,對于投產(chǎn)在用的液位計(jì),一旦測量狀況發(fā)生改變,也需要及時調(diào)整測量的方案選擇,針對目前現(xiàn)有條件進(jìn)行合理改進(jìn)。本文針對于某化工廠在測量液氨罐液位測量中的具體問題進(jìn)行了具體分析,提出了測量方法的改進(jìn)措施。
江蘇淮河化工有限公司2#~6#氨罐(臥式儲罐)液位顯示不準(zhǔn),受環(huán)境溫度影響大,不利于生產(chǎn)成本的有效控制及績效考核。氨罐液位測量配置了現(xiàn)場防腐磁翻板液位計(jì)以及遠(yuǎn)傳差壓液位計(jì),目前生產(chǎn)中主要靠現(xiàn)場防腐磁翻板液位計(jì)得出讀數(shù)后,查液位噸位對照表得庫存量,*為不便。
1、2種液位計(jì)誤差來源分析
1.1防腐磁翻板液位計(jì)原理及誤差來源
防腐磁翻板液位計(jì)與氨罐旁通管相連接,罐與旁通管之間組成了1個U形管,其關(guān)系式為:
h1×d1=h2×d2(1)
式中:h1———氨罐內(nèi)液氨的液位;
d1———氨罐內(nèi)液氨的密度;
h2———磁翻板內(nèi)的液位;
d2———磁翻板內(nèi)液氨的密度。
通常情況下,氨罐內(nèi)液氨溫度t1等于旁通管內(nèi)液氨溫度t2,即d1=d2,則h1=h2,則通過磁翻板液位h2便可知h1;但是,防腐磁翻板液位計(jì)受環(huán)境溫度影響大,因t1≠t2,則d1≠d2,于是h1≠h2,使防腐磁翻板液位計(jì)誤差產(chǎn)生,受環(huán)境溫度影響大。
1.2差壓液位計(jì)及誤差來源
差壓液位計(jì)是基于液體連通器原理和液體靜壓力原理來測量液體的液位,其測量系統(tǒng)示意如圖1所示。其關(guān)系式為:

H=ΔP/(Q液氨-Q硅油)+H0
(2)
式中:ΔP———差壓計(jì)測量的差壓;
Q液氨———液氨密度;
Q硅油———硅油密度,隨環(huán)境溫度變化小,取0.93;
H0———差壓液位計(jì)的安裝高度。
由式(2)可看出,差壓液位計(jì)主要誤差來源于ΔP,Q液氨和H0。
2、改進(jìn)方案
通過以上誤差的來源分析,分別對目前使用的2種液位計(jì)進(jìn)行如下調(diào)整。
2.1防腐磁翻板液位計(jì)
由于防腐磁翻板液位計(jì)受溫度影響較大,尤其是磁翻板保溫不好,誤差*大,不能準(zhǔn)確計(jì)量每班產(chǎn)量,白班(8h)*大誤差達(dá)8~9t;但防腐磁翻板液位計(jì)容易安裝和維修,易于對磁翻板標(biāo)尺的零點(diǎn)進(jìn)行校正,便于觀察液面變化,故保留原來防腐磁翻板液位計(jì),并進(jìn)行重新保溫,僅作參考。
2.2差壓液位計(jì)
差壓液位計(jì)主要誤差來源于ΔP,Q液氨和H0,因ΔP誤差主要來源于差壓計(jì)本身的誤差,如產(chǎn)品合格,誤差在可接受范圍之內(nèi),故需要修正的是差壓液位計(jì)的安裝高度H0以及液氨密度Q液氨。
2.2.1安裝高度H0通過實(shí)際測量,2#~6#氨罐差壓液位計(jì)安裝在防腐磁翻板液位計(jì)雙法蘭下法蘭位置,低于氨罐位置,即H0為負(fù)數(shù)。2#~6#氨罐差壓液位計(jì)的安裝高度分別為-17,-15,-15,-15和-15cm。
2.2.2液氨密度Q液氨
因液氨密度受溫度影響大,且每個氨罐的保溫效果也有差異,故如需準(zhǔn)確測量氨罐液位,必須引入溫度測量。對2#~6#氨罐分別進(jìn)行卸壓,并引入熱電偶遠(yuǎn)傳至DCS系統(tǒng),對密度進(jìn)行修正,修正公式為Q液=0.639-0.00145t。經(jīng)過以上修正,2#~6#氨罐液位修正計(jì)算公式
如表1所示。

2.3用差壓測量的液位來計(jì)量氨罐噸位
通過對差壓液位計(jì)的液氨密度和安裝高度進(jìn)行修正后,差壓液位計(jì)的液位值可信,但是每班產(chǎn)量仍然按照氨罐液位對照表來計(jì)量產(chǎn)量。氨罐液位對照表中的噸位是基于某一固定溫度下(原計(jì)算按20℃下)的密度計(jì)算所得,故仍然不能準(zhǔn)確計(jì)量氨罐中的液氨質(zhì)量。根據(jù)質(zhì)量計(jì)算公式m=QV可知,需能找到不同液位H下對應(yīng)的體積V,然后乘以溫度修正過的液氨密度Q液氨,即得出準(zhǔn)確的氨罐噸位。通過查閱相關(guān)資料,臥式氨罐體積V與高度H可用下式進(jìn)行計(jì)算:

將2#~6#氨罐尺寸代入上式后,體積就與氨罐的液位一一對應(yīng)了,液位由差壓液位計(jì)進(jìn)行測量,*終求得體積。
2#氨罐體積公式:
V=50+3.534291675*(1-(H-1.5)^2/6.75)*(H-1.5)+13.2*((H-1.5)*(2*H*1.5-H^2)^0.5+2.25*(ASIN((H-1.5)/1.5)))
3#~6#氨罐體積公式均為:
V=50+4.021238592*(1-(H-1.6)^2/7.68)*(H-1.6)+11.38*((H-1.6)*(2*H*1.6-H^2)^0.5+2.56*(ASIN((H-1.6)/1.6)))
將上式在寫入DCS組態(tài)中,至此所有工作完成。
3效果驗(yàn)證
2015年12月2日白班,2#~6#氨罐測溫點(diǎn)全部安裝完成,白班即投入使用。當(dāng)班售氨過磅計(jì)量為46.2t,DCS上顯示氨罐液氨噸位下降了47.2t左右,誤差≤2.16%,屬于可接受范圍。由此可見,修正后的DCS顯示液氨噸位較防腐磁翻板液位計(jì)更精確,同時可在DCS系統(tǒng)直接讀出液位,無需再對表,降低了操作人員的勞動強(qiáng)度。

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