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射頻電容液位變送器是一種以傳感器探頭直接感受液位變化、經(jīng)變送器將液位變化轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電量信號、以0～10mA或4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出供二次表顯示液位高度的儀表。由于其結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、安裝方便、測量結(jié)果準(zhǔn)確、系統(tǒng)投資低,而且變送器屬于機(jī)電一體化結(jié)構(gòu),裝置中無任何彈性元件及機(jī)械傳動部件,傳感器探頭和變送電路均采用全封閉固化電路,幾乎不需維修等一系列優(yōu)點(diǎn),故在液位測量中得到廣泛的應(yīng)用。
我公司從20世紀(jì)90年代初,先后在合成冷交、氨分、銅塔及工藝流程中的塔罐中幾乎全部用該儀表對液位進(jìn)行指示、調(diào)節(jié)。應(yīng)用十多年來,我們認(rèn)為只要安裝正確,不論介質(zhì)是液氨還是水均能正常使用。但是在銅塔液位測量中由于銅液受前工段工藝指標(biāo)不正常的影響,使得銅液成分不穩(wěn)定,受此影響會給測量系統(tǒng)帶來偏差,造成雖然儀表系統(tǒng)正常但指示液位不正常的現(xiàn)象。
1、射頻電容液位變送器在銅塔中的應(yīng)用
銅塔液位測量及調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖見圖1。
三光柱數(shù)顯調(diào)節(jié)儀,三光柱分別指示液位指示值、設(shè)定值及閥門開啟度,該表帶有可設(shè)定的液位高低限報(bào)警。調(diào)節(jié)閥控制銅液排放量。
鑒于銅塔液位在工藝中的重要性,液位過高會造成合成系統(tǒng)帶液;液位過低會造成高壓串低壓等惡性事故,為保障安全生產(chǎn),在該調(diào)節(jié)系統(tǒng)投運(yùn)的同時(shí)以防儀表萬一失靈而設(shè)置了銅塔帶液自動報(bào)警及低壓超壓報(bào)警裝置。這樣與儀表帶有的高低限液位報(bào)警共同形成了雙保險(xiǎn)的作用,保證自調(diào)系統(tǒng)使用安全。
超壓報(bào)警是在調(diào)節(jié)閥后加壓力變送器,送至數(shù)顯儀表對閥后壓力指示并報(bào)警。帶液自動報(bào)警裝置是在原有由銅分引出至室內(nèi)鼓泡瓶處并聯(lián)接一支路至電接點(diǎn)壓力表,電接點(diǎn)壓力表量程0～0.1MPa。正常生產(chǎn)時(shí)調(diào)整兩支路壓力,使瓶內(nèi)鼓泡,電接點(diǎn)壓力表指示0.03～0.05MPa。電接點(diǎn)壓力表低限報(bào)警指針調(diào)至0.01MPa。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)帶液時(shí)瓶內(nèi)不再鼓泡,壓力表壓力經(jīng)鼓泡瓶迅速泄壓下降,低于給定壓力即發(fā)出聲光報(bào)警信號。
2、疑難故障及其處理
射頻電容液位變送器一般使用時(shí)常見故障為傳感器芯絕緣不良對地,現(xiàn)象是不論有無液位均為滿液位指示;再就是變送電路發(fā)生故障,表現(xiàn)為零位突然變化、無法調(diào)零及調(diào)量程等,這是通用故障。在銅塔中使用時(shí)由于介質(zhì)的特殊性,傳感器易粘附銅液及其沉淀物,工藝條件的變化,如硫化氫增高等,會造成液位指示的異常,根據(jù)我們的使用情況,主要有下面幾種現(xiàn)象及相應(yīng)的解決對策。
(1)使用中發(fā)現(xiàn)零位偏高且調(diào)零調(diào)不下去。
取下液位變送器校驗(yàn),發(fā)現(xiàn)不論如何調(diào)零位,始終有一段液位指示,更換變送器電路部分后故障依舊存在,仔細(xì)觀察在傳感器桿上有一層不明顯的附著物。這是由于傳感器使用時(shí)間較長,銅液中的銅及化合物硫化亞銅長期積累附著在傳感器上,由于這些沉淀物也是導(dǎo)電介質(zhì),故造成上述現(xiàn)象。
處理辦法?？捎孟“彼輦鞲衅?一般浸泡24h后即可使沉淀物溶解,然后調(diào)校至不存在上述現(xiàn)象即可使用。實(shí)際上平時(shí)只要定期對傳感器進(jìn)行清洗,防止沉淀物長期積累,該故障便可有效防止。
(2)液位指示較實(shí)際偏高,雖零位可調(diào)但仍不正常。取回液位變送器調(diào)校一切正常,但安裝到現(xiàn)場指示仍不準(zhǔn)確。分析原因是前工段硫化氫偏高造成銅液起泡。由于泡沫存在,形成液位指示虛高。這一現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是由于工藝不正常,銅液成分有了變化造成的,而液位變送器是不存在問題的。
處理辦法。可應(yīng)急采取加蓖麻油消泡的辦法解決。當(dāng)然這僅是權(quán)宜之計(jì),根本上還需前工段加強(qiáng)操作管理,使硫化氫在指標(biāo)范圍內(nèi)才是*解決的辦法。
(3)液位上升很靈敏,但上去后不下來或下降很緩慢,液位變送器取回校驗(yàn)正常,但裝上去依然如故。為進(jìn)一步證實(shí)是否儀表系統(tǒng)故障,將校驗(yàn)桶裝好水拿到現(xiàn)場,將現(xiàn)場線路、二次表、一次表聯(lián)合校驗(yàn),校驗(yàn)結(jié)果正常,這進(jìn)一步證實(shí)了儀表系統(tǒng)是不存在問題的。那銅液成分是否發(fā)生了變化,于是在校驗(yàn)桶內(nèi)裝入銅液校驗(yàn)。校驗(yàn)結(jié)果出乎意料,當(dāng)1支使用1年多的傳感器芯外徑為8,并帶有不銹鋼外護(hù)套的變送器插入銅液時(shí),液位上升靈敏,但升至滿刻度后,將變送器從銅液中提出,二次表指示液位下降到零位時(shí)非常緩慢(長達(dá)40min以上)。
詳細(xì)記錄結(jié)果見表1。
為了尋找造成液位下降如此滯后的原因,用另一支不帶不銹鋼護(hù)套傳感器芯外徑為3的變送器試驗(yàn),液位從zui高降到zui低用時(shí)5s。試驗(yàn)結(jié)果雖稍有滯后,但總體來看還是可行的,分析原因是由于進(jìn)塔原料氣二氧化碳及硫化氫含量偏高,長期積累使銅液產(chǎn)生沉淀并使銅液粘度增加,附著力加大。變送器雖然從銅液中取出,但由于附著在傳感器芯上的銅液粘度大,不會快速流下,只會慢慢往下流,傳感器芯越粗,附著的銅液就越多,流下的時(shí)間就越長;傳感器越細(xì),附著的銅液就越少,流下的時(shí)間就越短。于是暫時(shí)用這支變送器取代原來的變送器,經(jīng)現(xiàn)場使用液位上升下降自如,能夠指導(dǎo)操作。
上述是我們使用十多年來偶然出現(xiàn)的幾例疑難故障。這些故障實(shí)質(zhì)上都不是儀表方面的原因,都是由于工藝條件的不正常造成銅液成分的不正常而發(fā)生的。所以在這一液位測量中如果確診儀表不存在故障的話,便可說明是工藝不正常,這時(shí)應(yīng)及時(shí)提醒工藝技術(shù)人員采取對應(yīng)措施,保證工藝條件。只要銅液成分正常了,儀表也就隨之正常了。當(dāng)然在工藝條件不能立即解決的情況下,也可根據(jù)具體情況采取上述應(yīng)急措施,也可起到儀表監(jiān)測的作用。
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