摘要：差压液位计由于稳定性好, 重量轻, 测量范围宽, 无活动部件等优点广泛应用于石油化工行业。文章根据本人的维修工作经历, 通过对引起
差压液位计失准或故障的几种情况进行分析, 并提出解决方法。
1 差压液位计的工作原理
差压液位计分为引压管安装和膜盒安装两种方式, 其工作原理是容器内的液位改变时, 由液位产生的静压也相应变化。设容器的底部压力为P正, 液面上的压力为P负, 液位高度为H, 则:
式中:ρ为介质密度;g为重力加速度;在计算时通常取9.8N/kg。
在被测介质密度不变的情况下, △P与液位高度H成正比, 测出差压即可推算出被测液位高度。
2 差压液位计失准或故障的分析与处理
2.1 由被测介质密度变化引起的失准
某石油公司沥青生产装置的初馏塔底采用EJA110A型差压液位计 (引压管安装) , 量程为4m。比如换油前的原油密度ρ20为1.02g/cm3, 换油后的密度为0.95g/cm3, 初馏塔底的温度为270℃, 可按以下两种方法进行计算液位计的测量范围上限值。
地衣种方法:根据密度随温度变化的修正公式进行推算。
式中:α为油品密度的平均温度校正系数。
通过查阅《石油密度温度系数表》, 得知密度为0.95g/cm3的油品, 其平均温度校正系数为0.00056, 代入公式后ρ270=0.95-0.00056 (270-20) =0.81g/cm3。
然后根据△P=ρgH计算出差压液位计的测量范围上限值。
第二种方法:根据现场液位计的读数变化量和差压计测到的差压△P变化量, 反推出当时工况下的密度。
例如, 从初底现场液位计观察, 实际液位升了0.5m, 同时差压计检测到的差压升了4.1 kPa, 那么根据公式△P=ρgH, 可推算出实际工况下的初底油密度为0.837g/cm3。然后根据△P=ρgH计算出差压液位计的测量范围上限值。
这两种方法的对比:化验室向我们提供的原油密度值通常是在码头上油前进行采样分析的, 由于原油进装置后经过脱盐脱水、初馏塔提炼了部分轻组分等原因的影响, 按地衣种方法计算出的密度, 往往是不准的。第二种方法推算出来的密度#接近真实值, 我们在实际维护过程中, 较多的是采用第二种方法进行密度推算, 而且效果较好。
2.2 引压管内的介质发生凝固引起的失准
某石油公司改性沥青反应器、预混罐采用的是
单法兰液位计 (均为敞口容器) , 而且液位计安装在容器底部。根据市场情况改性沥青采用间隙式生产方式。当装置停下来时, 容器底至液位计接液法兰之间的沥青就会慢慢凝固。在重新生产的时候, 由于这段管内的沥青无法及时熔化, 导致压力无法传达, 造成液位计失准, 极易导致误操作。我们通过对实际情况的分析后, 提出了以下解决方案:采用EJA110A型差压计代替单法兰液位计, 采用φ32的引压管, 引压管焊接在DN80PN1.6法兰上, 安装前将引压管灌满甘油, 安装后引压管要高出容器底部5cm。对该液位测量装置改良后彻底解决了因为引压管内的介质发生凝固引起的失准问题, 而且引压管不需蒸汽伴热。改良后的差压液位计如图1所示。
2.3 被测介质进入引压管导致液位计失准
出现上述情况, 只能重新将引压管吹扫干净, 然后灌液投用。这种情况通常是由于差压计的排液螺钉松或阀门内漏, 导致隔离液漏掉。排液螺钉松动除了人为拧不紧的原因外, 还可能由于振动或热胀冷缩的原因造成, 所以对差压液位计巡检时要特别留意排液螺钉处有无渗漏。此外, 为了避免或减少阀门内漏的情况出现, 在装置停工大修期间, 应对测量管路中的承插焊闸阀进行打水压测试, 发现有内漏的阀门, 及时更换。有些厂的仪表工采用蒸汽憋压的方式对承插焊闸阀试漏, 这种方式存在局限性, 无法发现微漏的阀门。
2.4 差压液位计放大板故障
出现这种故障的原因有电子元件老化、变送器接线盒进水等。出现这种故障时需更换变送器的放大板 (图2) 。更换放大板后需重新设置差压液位计的测量范围上限、下限、测量单位等参数。
2.5 膜盒穿孔故障
双法兰液位计用于高含硫原油加工装置, 使用时间长了, 会导致膜盒穿孔, 需定期拆检膜盒。某石油公司汽提塔下部采用
双法兰液位计, 在使用近八年之后, 出现液位计读数逐渐偏大的故障。拆检发现负压室的膜盒已被腐蚀穿孔, 负压室毛细管里的硅油已蒸发大半。正压室的膜盒长期有油覆盖, 反而没有穿孔。导致液位计显示偏大。为避免出现这种情况, 应定期拆检膜盒。另外, 针对腐蚀性较强的部位, 可选择耐腐蚀性能更好的隔膜材料, 如哈氏合金C-276。
2.6 差压液位计与BT200手操器通信不上 (BRAIN协议)
某次EJA型差压液位计与BT200手操器通信不上, 检查确认手操器没问题, 连接方式也是正确的。后经排查发现由于安全栅的原因, 导致供给变送器的电源电压严重偏低, 只有11.2V, 出现这种情况需要更换安全栅。但由于暂无安全栅可换, 只好在机柜室利用24V开关电源对变送器进行临时供电, 修改好该差压液位计的参数后再恢复安全栅接线。
3 结语
差压液位计广泛应用于石油化工行业, 虽然引起差压液位计失准或故障的原因有多种, 但只要根据实际情况进行认真分析, 就能找到解决方法, 及时排除故障, 确保差压液位计为生产过程提供稳定、准确的液位动态数据。
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