液氨罐液面磁反轉(zhuǎn)板液位計

控制方案概述

為了解決硫丹工廠液氨罐液位鏈控制液位不正確且不穩(wěn)定的問題

比較了磁板液位計、差壓式液位計、型外液位計各種原理在液位計現(xiàn)場的實際應(yīng)用情況，采用z后用外液位計測量液氨罐液位的方法，有效解決了液氨罐液位測量不準確不穩(wěn)定的問題，z終于實現(xiàn)了液氨罐液位鏈

摘要:某化工廠主要生產(chǎn)偶氮類分散染料蛋糕，目前合成生產(chǎn)線為11條，日產(chǎn)量為30t/d，自2012年起新建硫廠，該廠主要生產(chǎn)原料為液氨、硫酸。 液氨是常用的非水溶劑和制冷劑，也是水以外的z常用的無機溶劑，但由于揮發(fā)性和腐蝕性，液氨貯藏時發(fā)生事故的概率也相當(dāng)高。 我公司液氨用量平均約60t/d，液氨罐3支，容積108時，高3.5m，長約12m的臥式碳鋼罐體。

硫鐵廠液氨用量大，出入液頻繁。 安裝在原罐上的差壓式液位變送器和磁板液位計的液位數(shù)據(jù)波動頻繁，誤差大，罐內(nèi)液氨液位不能有效控制，存在嚴重的安全隱患，為了確保液氨的貯存和使用安全，本公司為了消除安全隱患

1 .現(xiàn)場基本案例1.1流程和設(shè)備說明

如圖1所示，罐的液氨的進出方式是，首先，液氨運輸車使液氨落入罐內(nèi)，再從罐內(nèi)毆打液氨，將罐的高度設(shè)定為4200mm，罐內(nèi)的警戒水平設(shè)定為3800mm，通常在工藝罐的外部涂抹防腐涂料 罐內(nèi)存在液氨氣象，罐內(nèi)的壓力不受外部溫度的影響，在罐周圍設(shè)置淋浴，夏天高溫時打開淋浴，降低罐內(nèi)液氨的溫度。

對每個容器設(shè)置磁反轉(zhuǎn)板液位計( LIA15101B、LIA15102B、LI15103B )，如圖2所示。 雙凸緣式壓差電平變送器( LIA15101A、LIA15102A、LI15103A )如圖3所示，實時測量容器內(nèi)的電平高度。

1.2液位計測量說明

磁反轉(zhuǎn)板液位計

是在浮力原理和磁性藕的協(xié)助下開發(fā)的，當(dāng)測量容器液位上升時，液位儀主體管的磁性浮子也上升，浮子內(nèi)的y悠久磁鋼通過磁禍結(jié)合傳遞到磁反柱指示器，紅、白反柱反轉(zhuǎn)為1800，液位上升時反柱從白變化為紅，液位下降時反柱從紅變化為白 相鄰2個顯示板的軸向間距離為lOmm，因此液位顯示分辨率為1lOmm。 本公司使用的i1M/C/N/160(250)/SL型磁反轉(zhuǎn)板液位計具備遠傳液位寄存器，采用標(biāo)準信號的20m:A傳達給DCS上位機。

其次，采用羅斯蒙特3051CD2A型差壓式液位寄存器和磁反轉(zhuǎn)板液位計進行了測量比較:差壓式液位寄存器改變?nèi)萜鲀?nèi)液位時，液柱產(chǎn)生的靜壓也根據(jù)變化原理工作。 差壓變送器一端與液相連接，另外一端與氣相連接。 容器上部空間是干燥氣體，設(shè)其壓力為p

P1=P+H&rho； g

P=P2

公式:

△P=P1-P2=H&rho； g

公式中的h電平的高度。

&rho； 媒體密度。

g一重力加速度。

P1、P2分別為差壓式液位寄存器的正、負壓室的壓力。

根據(jù)被檢液氨的已知密度，差壓式液位寄存器測量的橫壓與液位高度成比例，將測量液位高度轉(zhuǎn)換為測量差壓I21

在生產(chǎn)使用中，現(xiàn)場的實際情況下，由于罐體沒有保溫層，罐體內(nèi)的液氨受外界溫度的影響很大。 在罐內(nèi)的液氨中，存在罐的頂部為氣相、罐底部為液相、中間部為氣液混合相這三種物理現(xiàn)象。 冬季環(huán)境溫度對罐內(nèi)液氨溫度的影響小，罐內(nèi)液氨氣化狀態(tài)較穩(wěn)定，液位也較穩(wěn)定，但夏季環(huán)境溫度高，罐內(nèi)氣化現(xiàn)象明顯，壓力波動大，測得的液位誤差大。 磁板液位計也發(fā)生同樣的問題，容器內(nèi)的氣液混合相增大，磁板的磁浮在2-1 SCM之間變動。 這兩種液位計在測量中受外界氣溫的影響，測量的液位數(shù)據(jù)誤差較大。 直接影響現(xiàn)場液氨的安全管理水平，特別是在罐中運輸液氨時，液位監(jiān)測失去了正確的參考性，無法進行聯(lián)鎖控制，給生產(chǎn)帶來了嚴重而不可忽視的安全隱患。

1.3新型物位測量儀的選擇

差壓式液位變送器，磁反轉(zhuǎn)板液位計

的測量不準確不穩(wěn)定，為了保證工廠正常的技術(shù)生產(chǎn)，公司考慮增設(shè)其他水平的測量儀器，在新水平的測量儀器的選擇和應(yīng)用中，必須滿足以下幾點

1 )液氨罐區(qū)為防爆區(qū)域，設(shè)置時盡量避免火災(zāi)。

2 )液氨罐內(nèi)存在液氨，置換過程緩慢，耗時費力。 盡量不影響工廠的正常生產(chǎn)。

3 )液氨罐屬于三種壓力容器，改造手續(xù)復(fù)雜，盡量不改變罐的結(jié)構(gòu)。

4 )精度高，能滿足連鎖要求。 測量誤差不得大于士0.5%-.

通過設(shè)計院了解，經(jīng)過慎重論證，z終于選擇了生產(chǎn)的ELL型外部液位計，如圖4所示，這種外部液位計完全滿足現(xiàn)場情況要求，特別是在防爆區(qū)域禁止火災(zāi)，禁止罐體開口，在不影響生產(chǎn)的前提下安裝測量。

2外部液位計的實用化2.1在生產(chǎn)應(yīng)用中的比較

結(jié)合近1年的使用和DCS中液位的歷史趨勢圖、現(xiàn)場的液位數(shù)據(jù)，外測液位計在液氨罐的液位測量過程中具有高可靠性、高精度等特點。

如圖5所示。 圖5中的綠色曲線表示ELL外測液位計的液位曲線，藍色曲線表示磁盤液位計的液位曲線，粉紅色曲線表示差壓式液位寄存器的液位曲線，通過同意液位零位移，從圖4、圖5可見同樣的外界環(huán)境的影響的情況下12 )，綠色曲線相對于紫色、藍色曲線穩(wěn)定，外測液位計受外界溫度、壓力變化的影響小 紫色曲線、藍色曲線均存在較大的跳躍現(xiàn)象，磁盤液位計和差壓式液位變送器受外界氣溫、壓力變化的影響較大。

根據(jù)容器容積表，可以用已知的液位高度檢測對應(yīng)的容積，反之也可以用容器容積逆算液位高度:表z中分別記錄3種儀表的輸入液體數(shù)據(jù)，通過對這5組數(shù)據(jù)進行比較分析，在液氨容器的供給過程中參照容器表高度，差壓式液位寄存器的誤差z 外測液位計與罐表液位數(shù)據(jù)z相近，其測量精度得到了現(xiàn)場工藝部門的認可。

2.2工藝生產(chǎn)的優(yōu)化

在工廠的工藝生產(chǎn)中，液氨從罐內(nèi)輸送到使用反應(yīng)釜為止

表I相同狀況下的液位數(shù)據(jù)比較表

在Table1Inthesamecondition、thedataofliquidlevelcomparisontable中，該過程由DCS遠程控制，在罐內(nèi)液位低于某設(shè)定值時停止液氨泵( P1210和P12105$ )。 。 在未安裝ELL外液位計之前，該鏈接程序是由磁反轉(zhuǎn)板液位計執(zhí)行的

測量的液位為控制數(shù)值，但由于磁盤液位計測量的變動頻率較大，因此該鏈控制頻繁成為問題，影響工藝生產(chǎn)的正常運行，存在嚴重的生產(chǎn)安全隱患，因此要求公司停止使用該控制程序，手動操作運輸泵的啟動停止，增加作業(yè)人員的工作強度

通過長時間使用ELL外液位計，其測定的穩(wěn)定性、安全性及精度得到現(xiàn)場領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員的認可，再次啟用上述鏈接程序uyi，將該控制程序的水平監(jiān)視對象從原來的磁盤水平變更為外液位計( LI15101C和LI15102C )。

2.3外部液位計的使用效果

首先，外部液位計的顯示容易理解，并且以毫米為單位，特別是在DCS顯示屏幕上容易讀取數(shù)據(jù)，實際上，如圖7中所示，適于以長度為單位測量水平。

其次，該外側(cè)液位計具有校準測頭，校準測頭安裝在容器的側(cè)壁上，當(dāng)水平達到該校準測頭的高度時自動校準，儀表系統(tǒng)得到系數(shù)，用該系數(shù)修正測量值，減小誤差，進一步減輕公司內(nèi)儀表工作的維護量，這是z特殊可靠的地方

再次，外部液位計的測量穩(wěn)定性、準確性、可靠性，消除了液氨儲存和使用中安全隱患的紹興市安全生產(chǎn)監(jiān)督局、紹興市特殊設(shè)備管理機構(gòu)分別來我公司指導(dǎo)高風(fēng)險化工原料的儲存和使用情況，在現(xiàn)場比較液位計，給予其他液位計的贊賞，《中國化工企業(yè)液氨使用安全管理規(guī)定》 液氨貯存至少需要采用兩種不同測量原理的液位計” 的雙曲馀弦值。

z后，有效改善工藝生產(chǎn)控制，控制工藝生產(chǎn)的液氨用量，使成品硫酸金純度更高、更好。 建立了安全生產(chǎn)的長期機制，提高了液氨貯藏的本質(zhì)安全水平。

2.4外液位計的推進性

通過該液位計的實際測量應(yīng)用，儀表部門和技術(shù)部可考慮液氨制冰廠，推進該液位計，液氨制冰廠均分新、老兩區(qū)，廠內(nèi)液氨工藝與罐100m'； 液氨儲存罐有幾套，這兩個罐都采用了舊的液面水平監(jiān)測方法的連通器結(jié)霜法，沒有用于在各罐的側(cè)部配置DN10的配管，從配管結(jié)霜的高度分析罐內(nèi)液氨的位置，進行液面水平的比較的電子設(shè)備。 為了提高公司流程的自動控制和生產(chǎn)安全的可靠性，在公司項目單內(nèi)實施，實現(xiàn)自動控制高水平的*大企業(yè)2

3結(jié)束語本文根據(jù)實際生產(chǎn)過程，通過對

比較了磁反轉(zhuǎn)板液位計、差壓式液位計、外部液位計三種原理的儀表使用效果，充分證明外部液位計比其他兩種液位計更適合在液氨罐中使用:眾所周知，技術(shù)標(biāo)準是z高自主知識產(chǎn)權(quán)的表現(xiàn)形式。 2009年西安電子發(fā)明外測儀已進入國家行業(yè)標(biāo)準的中國化工行業(yè)標(biāo)準自制安裝相冊(標(biāo)號HGiT21581-2010 )，成為國內(nèi)各大化工、石油化學(xué)設(shè)計院、VCM、液氨、丙烯酸、液化石油氣等液罐水平測量儀器，為廣大用戶提供了重大的危險源水平

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