在石油化工生產(chǎn)中，物位測量對保證設(shè)備的正常運(yùn)行，工藝的穩(wěn)定都起著至關(guān)重要的作用。例如油罐液位測量控制不好，會(huì)出現(xiàn)抽空或溢油“冒頂”事故；油氣分離器液位偏高或偏低會(huì)出現(xiàn)“跑油”、“竄氣”事故，嚴(yán)重影響后續(xù)設(shè)備的生產(chǎn)和安全。因此，我們應(yīng)該對物位的測量引起足夠的重視。那么我們在測量液位時(shí)如何才能有效可靠地保證所測值是準(zhǔn)確的呢？這就是我們所要關(guān)心和解決的問題。對此，文章對工業(yè)生產(chǎn)中常用到的雙法蘭液位變送器的成功應(yīng)用進(jìn)行深入分析，并就當(dāng)使用條件或工藝介質(zhì)發(fā)生變化后如何快速、準(zhǔn)確設(shè)定其測量范圍進(jìn)行闡述，而此改進(jìn)方法在惠州煉油廠中也得到了成功應(yīng)用。

1 雙法蘭液位變送器概述

雙法蘭液位變送器是在普通的變送器基礎(chǔ)上增加了一個(gè)遠(yuǎn)傳密封裝置構(gòu)成的，所以也叫遠(yuǎn)傳式變送器或隔膜密封式變送器。遠(yuǎn)傳密封裝置是由法蘭膜盒、毛細(xì)管和毛細(xì)管內(nèi)的填充液三部分

組成。工作時(shí)，被測介質(zhì)作用在法蘭膜盒的隔離膜片上，使膜片產(chǎn)生變形，然后通過毛細(xì)管內(nèi)的填充液，將壓力傳到變送器的敏感元件上，經(jīng)轉(zhuǎn)換，儀表便輸出相應(yīng)的信號(hào)[1]。當(dāng)在下列情況時(shí)，應(yīng)考慮使用變送器/膜片密封件系統(tǒng)：

(1)過程的溫度是在變送器正常操作量程范圍之外，而且用引壓管路不能把溫度調(diào)整到那些溫度極限值內(nèi)；

(2)過程是腐蝕性，而且照理要求頻繁地更換變送器或要求不尋常的結(jié)構(gòu)材料；

(3)過程含懸浮的固體顆粒或者是粘滯性的液體，可能會(huì)堵塞引壓管路；

(4)應(yīng)用情況要求采用衛(wèi)生的連接結(jié)構(gòu)；

(5)過程需要從連接結(jié)構(gòu)中進(jìn)行更容易的清洗，以避免批處理之間的污染；

(6)客觀上需要更換充液引壓管以減少某些應(yīng)用場合下的維修工作，如在充液引壓管不穩(wěn)定或經(jīng)常需要重新充灌液體的地方；

(7)現(xiàn)實(shí)需要進(jìn)行密度或界面測量；

(8)過程介質(zhì)可能會(huì)在變送器或引壓管路里凍結(jié)或固化。

2 法蘭變送器與普通變送器的比較

(1)在普通的變送器中，被測介質(zhì)通過導(dǎo)壓管而進(jìn)入變送器測量室。如果被測介質(zhì)是粘稠液體，則容易堵塞導(dǎo)壓管。而法蘭變送器則用毛細(xì)管代替導(dǎo)壓管，堵塞現(xiàn)象便不會(huì)存在，因?yàn)槊��?xì)管

是密封的，它里面的填充液是經(jīng)過挑選的，化學(xué)物理性能穩(wěn)定，不會(huì)像導(dǎo)壓管內(nèi)的介質(zhì)那樣，易凝凍，易汽化，因而不必像普通變送器那樣加灌隔離液，安裝隔離器、冷凝器等輔助設(shè)備。這樣，測量精度便可提高，同時(shí)減少了靜密封點(diǎn)，維護(hù)工作量大大減少。

(2)因法蘭膜盒離變送器本體遠(yuǎn)，所以儀表的接液溫度可以提高，應(yīng)用范圍可擴(kuò)大。

(3)對儀表本身來說，由于法蘭變送器比普通變送器多了一個(gè)遠(yuǎn)傳密封裝置，因而儀表的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，精度下降，故障的可能性增加。

3 雙法蘭液位變送器量程設(shè)定方法

3.1 常規(guī)遷移量計(jì)算設(shè)定

常規(guī)理論計(jì)算法的使用條件：首先工藝介質(zhì)達(dá)到與設(shè)計(jì)要求

一致，其次現(xiàn)場取壓法蘭高度與設(shè)計(jì)一致，然后必須知道雙法蘭

毛細(xì)管內(nèi)填充液的密度。

(1)根據(jù)設(shè)計(jì)的介質(zhì)密度，取壓法蘭間距(所測液面高度)，計(jì)

算出儀表量程值：

ΔP = Hρg

(2)假設(shè)液位在最低點(diǎn)，計(jì)算儀表的零點(diǎn)遷移量：

正壓側(cè)受壓：

P +=P0；

負(fù)壓側(cè)受壓：

 

或者，將雙法蘭的取壓一次閥關(guān)閉，打開正負(fù)壓的放空閥，將此時(shí)儀表的差壓值作為儀表的零點(diǎn)遷移量，理論上此時(shí)的差壓值與計(jì)算所得遷移量相等。但若遇到雙法蘭沒有安裝放空裝置時(shí)，此時(shí)這種方法失效。

(3)計(jì)算儀表上限值：

 

3.2 改進(jìn)設(shè)定方法一(一元一次方程法)

該方法的使用條件：首先工藝介質(zhì)要求達(dá)到和設(shè)計(jì)一致，其次現(xiàn)場取壓法蘭高度與設(shè)計(jì)一致，然后就地液位計(jì)所指示液位真實(shí)。

(1)根據(jù)設(shè)計(jì)的介質(zhì)密度，取壓法蘭間距(所測液面高度)，算出儀表量程：ΔP = Hρg

(2)直接將雙法蘭液位變送器投用，讀取當(dāng)前差壓值P。

(3)對照相應(yīng)就地液位計(jì)算出一液位百分?jǐn)?shù)A%。

(4)根據(jù)已知條件求出儀表下限PL 與上限PH：

 

4 改進(jìn)設(shè)定方法與常規(guī)計(jì)算法比較

常規(guī)計(jì)算法：是把現(xiàn)場的一切工藝條件均假定為與設(shè)計(jì)一致的情況下進(jìn)行，但結(jié)果往往是偏差太大。首先工藝介質(zhì)無法保證

與設(shè)計(jì)完全一致，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)偏差，尤其是新裝置在運(yùn)行初期，這種設(shè)定方法更是顯現(xiàn)出一定的不足，要想其測量準(zhǔn)確，最重要的一步是需工藝提交介質(zhì)的實(shí)際密度，但是得經(jīng)過化驗(yàn)分析等一系列過程才能取得，甚至有些情況通過現(xiàn)場的采樣取得并不能真實(shí)反映實(shí)際工況。其次，由于雙法蘭變送器本身的結(jié)構(gòu)，再加上現(xiàn)場安裝方式等方面因素，種種誤差累積在一起后，直接造成液位指示與就地液位計(jì)偏差很大，偏差可高達(dá)10 %以上，造成工藝人員經(jīng)常要求儀表維護(hù)人員確認(rèn)液位的真實(shí)性，增加了維護(hù)工作量，而且此方法對人員專業(yè)素質(zhì)要求較高，如果對液位測量沒有清晰的認(rèn)識(shí)，那么設(shè)置出來的量程無法足測量要求。

 

一元一次方程法和二元一次方程組法：都充分利用了差壓變送器本身的差壓測量功能和就地液位計(jì)的直讀性功能，避免因多次計(jì)算產(chǎn)生的誤差，從而更準(zhǔn)確地進(jìn)行液位測量。但是一元一次方程法未能避免介質(zhì)密度誤差問題，故而也存在著一定的局限性，而二元一次方程組法則很好地解決了工藝介質(zhì)發(fā)生變化的問題，也避免了雙法蘭本身結(jié)構(gòu)與安裝方式等因素帶來的誤差，經(jīng)過這種改進(jìn)方法的應(yīng)用，可以讓變送器與就地液位計(jì)兩者的指示偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于5 %，從而可以很準(zhǔn)確地測量液位，相應(yīng)地減少了維護(hù)量。此外，這兩種方法均有效地繞過對遷移量的過分強(qiáng)調(diào)，很好地解決了新入行儀表專業(yè)的人員因遷移量問題的困擾，就算是新手也能很好地解決液位測量問題，從而大大減小了對人員專業(yè)素質(zhì)的要求。

5 結(jié)束語

雙法蘭差壓變送器在測量液位時(shí)，只要選型和設(shè)定正確，那么一旦投用后，基本上是免維護(hù)的，如果出現(xiàn)與就地液位計(jì)對應(yīng)不上的情況，那么應(yīng)首先檢查就地液位計(jì)是否存在問題，再次考慮工藝方面的原因，最后再檢查雙法蘭液位變送器本身是否有損壞。如果儀表本身狀況良好，則可以用改進(jìn)的方法進(jìn)行設(shè)定，以解決液位指示不準(zhǔn)的問題。當(dāng)然此方法對于界位測量同樣適用，同時(shí)，該方法可以推廣到其他普通差壓式液位變送器，均能取得良好的效果。