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硫磺回收裝置的液位測量裝置故障分析及處理

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摘要：為了保證煉油廠的核心環保裝置——三聯合硫磺回收裝置的平穩運行，筆者闡述了 UTD 型電動浮筒液位變送器、平衡容器、吹氣式液位計、智能差壓變送器 4 種液位測量裝置的結構與工作原理，分析了其常見故障，提出了處理方法，有效提高了三聯合硫磺回收裝置的硫磺回收率，為解決同類裝置長周期運行問題提供了技術思路，具有一定的借鑒意義。

在三聯合硫磺回收裝置中，用于測量液位的裝置有 UTD 型電動浮筒液位變送器、平衡容器、吹氣式液位計、智能差壓變送器、 UDE 型射頻導納液位變送器等，其中使用最多的液位測量裝置是UTD 型電動浮筒液位變送器。在具體應用過程中，各類裝置經常出現故障，導致裝置測量不準確，影響了整套裝置的平穩運行 [1-3] 。為了確保三聯合硫磺回收裝置安全平穩運行，筆者結合測量裝置運行的實際情況，深入探討其影響因素，分析其常見故障并提出處理方法，同時為解決同類裝置長周期運行問題提供技術思路。

1 UTD 型電動浮筒液位變送器故障分析及處理

1.1 結構與工作原理

UTD 型電動浮筒液位變送器結構見圖 1 。

在圖 1 中，電源電壓為直流 24 V ，電流為 4~20 mA 。由圖 1 可以看出，當風筒的內筒受到液位體向上的浮力 F 1 后，通過杠桿的作用使應力傳感器受到一個向下的力 F 2 為

F 2 =L 1 F 1 /L 2 =k 0 F 1 . （ 1 ）

應力傳感器的轉換電流 I 與力的關系為

I=k 1 F 2 =k 0 k 1 F 1 =kF 1 . （ 2 ）

經分析可知，轉換電流 I 與內筒的浮力 F 1 成線性關系。

1.2 常見故障分析及處理方法

1 ）變送器故障。該故障的現象是液位指示不準，忽大忽小，用小螺絲刀調校量程指針，發現量程指針不動。此時需要更換變送器并重新校驗浮筒，才能投入生產。

2 ）傳感器故障。該故障的現象是液位指示在某一位置不動。經過筆者多次拆卸研究，發現在好的傳感器中，褐—綠、褐—紅、褐—淺紅、紅—綠、黃—綠等兩線間電阻均為 2.9 kΩ 。只要通過萬用表測量上述各線之間的電阻是否為 2.9 kΩ ，便可

以確定傳感器好壞，從而減少拆裝傳感器的勞動，為生產贏得時間。

3 ）浮筒脫落故障。該故障的現象是液位指示始終位于最大值。其原因是限制釘或吊桿螺母脫

落。此時需緊固限制釘或吊桿螺母方可正常使用。

4 ）浮筒破裂與浮筒入水故障。該故障的現象是液位指示始終位于最小值。此時需要更換配套浮筒，或者更換整臺液位變送器。

2 平衡容器故障分析及處理

三聯合硫磺回收裝置車間的汽包液位測量原來是用 UTD 型電動浮筒液位變送器，在實際使用中由于汽包內水溫超過 200 ℃ ，壓力達到 4 MPa ，因此汽包內產生大量的蒸汽，對內浮筒影響很大，容易出現假液位現象，造成多次錯誤操作。改進設計后采用平衡容器（見圖 2 ），由于平衡容器內沒有可動部件，因而克服了高壓力蒸汽對其的影響，從而可以穩定地測出液位。平衡容器在投用前，要先將負引壓管灌滿水，并在表頭或分布式控制系統（ Distributed Control System ， DCS ）上實行負遷移后才能投用。此外，在平衡容器使用過程中，還要注意檢查注水孔及各處連接口有沒有泄漏。

3 吹氣式液位計故障分析及處理

3.1 結構與工作原理

吹氣式液位計結構見圖 3 。壓縮空氣經過過濾器和減壓閥，根據被測液位的情況，將氣壓降到某一數值 P 1 ，經過節流元件降到 P 2 ，再經過轉子流量計，最后壓縮空氣由容器內的導氣管下端敞口處逸出。當導管下端有微量氣泡逸出時導管內的氣壓幾乎與封液壓力相等，當液位上升或下降時，封液壓力隨之升高或下降，致使從導管逸出的氣量也要隨之減少或增加。由于節流元件的穩流作用，供氣量是恒定不變的，則導管內的壓力勢必隨液封壓力的升降而升降，因此變送器可以隨時指示出液位的變化。氣體流量的大小一般以在最高液體時仍有氣泡逸出為宜，流量過大，則流經導管的壓降變大，這樣會引入較大的測量誤差；流量過小，又會造成測量滯后。