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引起高温高压磁翻板液位计测量误差的外界因素分析

发布时间:2021-01-22 15:08:30  点击次数:128次

摘要:基于高温高压磁翻板液位计的工作原理,分析了引起高温高压磁翻板液位计测量误差的外界因素,并针对这些因素提出了相应的改进方案。实际运行结果表明:高温高压磁翻板液位计负压侧管线内积聚的气泡被消除后,其测量误差被控制在3%以内,且液位显示平稳。
高温高压磁翻板液位计是一种非接触式液位测量仪表,其输出压力能够自动跟随吹气管出口压力的变化而变化,并保持输出气体流量稳定,通过测量吹气管间的压差而测量出被测量罐的液位。高温高压磁翻板液位计适用于高温、高真空、高粘度、强腐蚀性、易凝固、易结晶或含悬浮颗粒聚合物的高温熔体等各种恶劣工况。
反应器是一种重要的化工机械设备,而化工机械设备是化工企业生产活动正常进行的基本物质保障,它直接影响着企业生产计划和产品交货期的制定,一旦发生液位测量不准确导致机械设备故障,就会影响企业预期生产计划的完成。目前,高温高压磁翻板液位计普遍应用于对化工行业中反应器液位的测量,因此,为保证高温高压磁翻板液位计的测量精确度,对减小高温高压磁翻板液位计测量误差的方法进行探索是十分必要的。在此,笔者对引起高温高压磁翻板液位计测量误差的外界因素进行分析,并提出相应的改进措施,以减小高温高压磁翻板液位计的测量误差。
高温高压磁翻板液位计利用静力学原理,通过差压变送器正负压侧的压力不同,形成一定的压差,实现对反应器中溶液密度和液位的测量。高温高压磁翻板液位计的工作原理如图2所示。一定量的干燥氢气经过转子流量计进入9/16寸(1寸=33.333mm)的正压侧毛细管内,使得管内有微量气泡溢出,然后根据式(2)即可计算出反应器的液位。同时,在具体的化工生产中使用高温高压磁翻板液位计测量反应器液位时,高温高压磁翻板液位计负压侧毛细管内应避免有液体进入,否则会造成假液位现象或液体进入变送器的现象,导致测量误差甚至损坏仪表。
高温高压磁翻板液位计的测量误差分析在化工生产过程中,对仪表的测量精确度要求很高。而高温高压磁翻板液位计在使用过程中,由于一些外界因素将导致其测量出现误差。
2.1 溶液气泡
气泡是由气液两相组成的分散系,在工程上一般是由气体通过小孔进入液层分散而成的。在固定床反应器中,气体通过反应器底部气体分布器与溶液接触,通过溶液层分散形成气泡。气泡的形成分为孕育阶段、长大阶段和脱离阶段。在孕育阶段,气体压力有一个积聚过程,当达到毛细压力后才能形成气泡。气泡有一个气液接触界面,在这个界面上有特定的力学性质,当气泡溶解或长大时,气液界面会发生传质,而气泡大小发生变化会驱动周围溶液流动。这3个过程会相互影响,因此气泡是一个界面-传质-流动相互耦合的动态体系。
由于反应器中的溶液含有大量的水,当未达到反应温度或温度不适时在油状溶液、水和流动气体共存的状态下,极易产生气泡。气泡经过从下而上流动的气体的搅动,不断上升,并在测量液位的负压侧管口处大量积聚,进入管内,从而使得管内有大量气泡存在。大量气泡聚集后进入水平管内,无法排出,将造成假液面现象,最终导致测量不准,产生测量误差。在化工生产过程中,反应器一般以第二个液位计(雷达液位计)作为参照组,通过DCS监控对比,判断高温高压磁翻板液位计测量是否准确。当高温高压磁翻板液位计负压侧管线内有大量气泡存在时,其测量数值波动较大,无任何规律可循,显示的液位增长或降低数值也无任何趋势,严重时会从当前液位显示值直接跳至100%或0%,给化工生产造成极大危险,降低生产效率。
2.2 容器外管线受冻
在寒冷的冬季,在反应器外部顶端负压侧管线内,由于反应器内部温度较高、外界温度较低,温差很大,因此管内存在的气泡极易受冷凝而结成冰,并附着在管内,使得差压变送器测量受阻。严重时,液体进入变送器,将使变送器结冰受损,最终导致液位计测量失灵,无法测出液位。

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