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关于磁翻板液位计的“乱磁”及“浮子卡死”两种现象分析

发布时间:2018-09-21   点击次数:

磁翻板液位计(又名磁浮子液位计)作为一种结构简单,安装方便,运行稳定,观测直观的液位仪表,在各类工业领域,特别是在石油化工行业有着较为广泛的应用。但是磁翻板液位计在工作过程中,经常会遇到两种比较棘手的问题,那就是磁翻板液位计面板的“乱磁”和“浮子卡死”问题,因为磁翻板液位计利用的是磁耦合原理及浮力原理工作的,因此对于磁力的影响与测量介质中液相的影响较为明显,在上述两种因素不稳定时,易对磁翻板液位计的工作状态产生影响。本文针对于“乱磁”及“浮子卡死”这两种现象进行了比较详细的分析,提出了解决这些问题的新式安装结构,描述了新的安装结构的特点。
1常规磁翻板液位计存在的“乱磁”问题
在炼油化工生产过程中,液位计是使用最多的现场仪表之一。磁翻板液位计因其成本低、测量范围可以做得很大、指示清晰、压力等级高、安全性好等诸多优点广泛用于炼油化工装置中。但如果磁翻板液位计因为磁钢的性能不稳定,使用一段时间后,磁性减弱,浮子中的磁钢和指示器中的小磁钢之间失去磁连接作用,使指示器不能进行磁跟随而失去指示作用,由于指示器中的若干小磁钢磁性减弱程度不同而产生“乱磁”现象(又称花屏),这是早期磁翻板液位计产生乱磁现象的主要原因。
近几年来,随着一些有实力、重质量的仪表生产厂的技术进步,磁钢的磁性得以增强,磁稳定性得以提高,由于上述原因引起的“乱磁”现象逐渐减少,而另一种不易被察觉的原因逐渐显现出来。
在使用常规磁翻板液位计测量液化烃类易汽化介质的液位时,稳定状态下,被测介质的气相和液相相互转化达到平衡。这时,如果由储罐内抽出液体时,液面上部空间增大,气相压力降低,就会有一部分液体汽化为气体来平衡这个压力,这时液相中(特别是液位计下部伴热处)就会有大量气泡产生,小气泡在上升过程中聚变成大气泡,大气泡进人常规磁翻板液位计的测量室,就可能造成一个上升的气相段,气相段在上升过程中遇到浮子时,气相要在浮子周围穿过,同时浮子在重力作用下在气相中坠落,这时因为浮子运动速度过快而与测量室外部的指示器失去磁连接作用,造成“乱磁”现象。
还有,在正常生产的密闭管路中,有时由于各种原因也会在某种液相中混杂许多大小不等的气泡,严重时甚至也会产生“气相段”。这些液相中混杂的气相的出现会随着生产上的变化而变化,如果某个安装有常规磁翻板液位计的设备的进料管路与液位计的相对位置有利于气泡进人液位计,当混杂着气相的液相进人这个设备时,气相就会进人磁翻板液位计的测量室,如果是一些分散的小气泡进人,由于磁翻板液位计的测量室内的介质密度发生变化,浮子所受的浮力就会发生变化,浮子的位置就要改变,磁翻板液位计指示器所指示的液位值就会产生或大或小的误差,就是说,这种情况干扰了磁翻板液位计的正常指示;如果是很大的气泡或一个“气相段”进人了磁翻板液位计测量室内,也会产生如前面测量液化烃时所述的“乱磁”现象。
上面这些导致常规磁翻板液位计不能正常工作的现象的发生都是由于液位计测量的液相介质中混杂的气相对液位计的冲击所造成的。要想使磁翻板液位计正常工作,就必须对它加以改造,让它能适应这种冲击。
2常规磁翻板液位计存在的“浮子卡死”问题
现场的常规磁翻板液位计运行一段时间后,经常发生浮子卡住的现象,造成液位计失灵,俗称“浮子卡死”。这是因为密闭管道中经常有一些焊渣和锈蚀的铁屑等铁磁性物质,尤其是在装置某部分进行了焊接、切割等检修工作之后更是如此。这些物质在物流和浮子强磁场的作用下由接管进人磁翻板液位计的测量室内,然后吸附在浮子上,因为浮子与测量室内壁之间的空隙很小,当铁磁性杂质过多或有大颗粒的杂质时,浮子就被卡住。因液位计安装时可以将接管内的杂质清除,所以防止杂质进人接管从而进人液位计是解决这一问题的关键。
3新式安装结构及其作用
磁翻板液位计的新式安装结构能抵御气相的冲击和防止铁磁性杂质掉人接管,这主要体现在新型接管部件上,见图to
如图1所示,磁翻板液位计的下部接管略伸人设备内部一小段,在接管的这一段上设一上开槽孔型水封结构,正常运行时,无论液位在何处,该结构保证在液位计下部接管中始终充满液相,当存在气相冲击时,
图1磁翻板液位计的新旧安装结构对比气相总是要向上方或斜上方运动,这样,气相就不能置换掉下部接管中的液相,也就不能进人液位计测量室,就避免了气泡对测量的干扰以及“乱磁”现象的产生。
新式安装结构的上、下接管的材质都选用非铁磁性的不锈钢材质,避免接管被浮子的强磁场磁化。上接管略伸人设备内部,管端打成向下的坡口,作用是防止掉落的杂质进人接管;下接管因上开槽孔结构更易杂质掉人,必须在上开槽孔结构的上部适当位置加一盖板,如图1。只要坡口的角度以及盖板的位置和尺寸适当,就能防止铁磁性杂质进人接管,就可以防止浮子卡住的现象。
4采用新式安装结构的特点
由于常规磁翻板液位计在实际应用中存在着上面提到的问题,我厂许多装置和罐区都将故障的磁翻板液位计更换为石英管式液位计。例如我厂液化烃罐区就全部采用石英管式液位计来测量球罐的液位,新式安装结构可以防止“乱磁”和“浮子卡死”现象,就可以用来带替石英管式液位计。表1是以使用在一座1000耐液化烃球罐为例的两种液位计的部分数据对比。
从表中可以看出,采用新式安装结构的磁翻板液位计的整体效果大大优于石英管式液位计,采用新式安装结构,解决了限制其应用的“乱磁”和“浮子卡死”两大问题,等于克服了磁翻板液位计的弱点,扩大了磁翻板液位计的适用范围,提高了液位计适应工艺变化和特殊工况的能力,使磁翻板液位计可以在广泛的液位测量场合更可靠地工作。
采用新式结构的磁翻板液位计由于下接管内始终充满液体,显示器要比常规尺寸短一个接管直径的长度。另外,因温度越高磁钢退磁越严重,所以即使采用新式结构也要避免在高温场所使用磁翻板液位计。
5实际应用
该新型安装结构在中油集团锦西石化分公司储运厂液化气罐区819号球罐上长时间实验表明:应用新型安装结构的磁翻板液位计在各种操作条件下工作都非常稳定、可靠,说明这一安装结构是成功的。随后,在液化气罐区新建的两座1000m“球罐上全部设计采用了该新式安装结构。既保证了液位的可靠测量,而且每罐至少比采用石英管式液位计节省投资6万元人民币。

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