差壓式液位變送器對(duì)取源管路的敷設(shè)要求

發(fā)布日期：2014-02-25 來(lái)源：作者：瀏覽次數(shù)：

【導(dǎo)讀】：本文著重介紹一般差壓變送器在測(cè)量氣相易冷凝( 在操作環(huán)境下) 的工藝介質(zhì)的液位時(shí)對(duì)取源管路敷設(shè)的要求, 并分析錯(cuò)誤安裝帶來(lái)的后果......

在石油、化工、醫(yī)藥、能源等行業(yè)中, 壓力容器內(nèi)的液位自動(dòng)測(cè)量的應(yīng)用非常普遍。而液位自動(dòng)測(cè)量的多種方法中屬差壓式變送器液位測(cè)量法應(yīng)用非常為廣泛。本文著重介紹一般差壓變送器在測(cè)量氣相易冷凝( 在操作環(huán)境下) 的工藝介質(zhì)的液位時(shí)對(duì)取源管路敷設(shè)的要求, 并分析錯(cuò)誤安裝帶來(lái)的后果。

圖1 為正確的安裝方法( 差壓液位變送器和就地液位計(jì)共用工藝設(shè)備的液位接口在一些引進(jìn)的項(xiàng)目中較常見(jiàn)) , 圖2 為錯(cuò)誤的安裝方法( 現(xiàn)場(chǎng)安裝易出現(xiàn)的錯(cuò)誤) 。

1- 差壓液位變送器的取源閥; 2- 冷凝容器; 3- 差壓變送器;

4- 就地液位計(jì); H - 液位變化范圍; h - 差壓變送器的上下取源口距離( 圖1 中) ; h 1- 冷凝容器取源口與差壓變送器上取源口距離( 圖2 中) ; h 2- 冷凝容器取源口與差壓變送器下取源口距離; M - 變送器下取源口與差壓變送器正壓口之間的距離; L -非常低液位與差壓變送器下取源口距離。

由圖可以看出:

h = h1+ h2 ( 1)

假定: C1 為被測(cè)介質(zhì)在操作溫度、壓力下的比重; C2 為隔離液或工藝?yán)淠罕戎?/font>; C3 為差壓變送器下取源口至差壓變送器正壓口之間的被測(cè)介質(zhì)在環(huán)境溫度下的比重( 忽略設(shè)備上部氣相介質(zhì)的影響) 。

設(shè): 差壓變送器量程為p 1, 負(fù)遷移量為p 2。

圖1: ( 正確安裝的測(cè)量結(jié)果)

p 1= C1* H ( 2)

p 2= C2* ( h+ M) - C1* L - C3* M ( 3)

遷移后的量程范圍( 對(duì)應(yīng)0~ 100%) :- p 2~ - p 2+ p 1 ( 4)

將等式( 2)、( 3) 代入整理后得:C1* L + C3* M - C2* ( h + M ) ~ C1* ( L+ H ) + C3* M- C2* ( h + M ) ( 5)

從上式可以看出: 各參數(shù)都是固定的, 從設(shè)計(jì)到施工調(diào)校都能準(zhǔn)確無(wú)誤的完成, 確保測(cè)量結(jié)果與實(shí)際液位的一致性。

圖2: ( 不正確安裝的測(cè)量結(jié)果)

p 1= C1* H 同等式( 2)

p 2= C2* ( h2+ M + h1 * Y ) - C1* L - C3* M ( 6)

遷移后的量程范圍( 對(duì)應(yīng)0~ 100%) :- p 2~ - p 2+ p 1 同等式( 4)

將等式( 2)、( 6) 代入整理后得:

C1* L + C3 * M - C2* ( h2 + M + h1* Y)~ C1* (H + L ) + C3* M- C2* ( h 2+ M+ h1*Y) ( 7)

Y 為h1 的液位系數(shù), 其值為0~ 1, 在開(kāi)車的非常初階段冷凝液在h 1 段的液位為0, 即Y 的值為0; 隨著工藝裝置生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng), 工藝?yán)淠涸?/font>h1 段的液位逐漸升高, 即Y 值逐漸增大到1。由于Y 值從0 增大到1 的時(shí)間難以預(yù)測(cè), 而現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)試時(shí)往往忽略了這一變化過(guò)程, 簡(jiǎn)單地認(rèn)

為Y 值為0( 調(diào)試時(shí)的值) , 且固定不變。將Y=0 代入等式( 6) 得調(diào)校后的實(shí)際負(fù)遷移量為:

p 2= C2* ( h2+ M) - C1* L - C3* M ( 8)與等式( 6) 相比負(fù)遷移量的值減少了C2* h 1* Y 。

將Y= 0 代入等式( 7) , 得調(diào)校后的實(shí)際量程范圍為:

C1* L + C3* M - C2 * ( h2+ M ) ~ C1 * (H+ L ) + C3* M- C2* ( h2+ M) ( 9)

經(jīng)數(shù)學(xué)整理分析( 在此不作贅述) 后可知: 儀表測(cè)量結(jié)果因此比實(shí)際液位值偏小。相對(duì)誤差為:

C2* h1* Y* 100/ C1* H %

為了突出說(shuō)明錯(cuò)誤安裝方法的影響程度, 先作如下假設(shè):

C1= C2= C3= 1( 與水的比重) , h1 的值根據(jù)

安裝的實(shí)際情況一般為200 mm。工藝裝置運(yùn)行

一段時(shí)間后Y 值為1。將此假設(shè)代入等式

得相對(duì)誤差為:

20 000/ H %

當(dāng)液位范圍是0~ 2000 mm 時(shí), 相對(duì)誤差為10% 。正常的可接受的系統(tǒng)測(cè)量誤差約為量程的

( 1~ 2)% , 錯(cuò)誤的安裝導(dǎo)致誤差太大。

在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)施工過(guò)程中的專業(yè)分工如

圖1~ 2 的分工線所示: p 代表管道布置專業(yè), I代表儀表專業(yè)。由儀表專業(yè)綜合工藝條件后向管道布置專業(yè)提出系統(tǒng)條件, 從工藝設(shè)備到差壓變送器和就地指示液位計(jì)的取源根部閥部分的測(cè)量管路由管道布置專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì), 從取源根部閥到差壓變送器和就地指示液位計(jì)的測(cè)量管路由儀表專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。因此, 管道布置和儀表兩個(gè)專業(yè)及施工單位都應(yīng)注意: 儀表取源口應(yīng)水平敷設(shè), 按垂直角度敷設(shè)會(huì)導(dǎo)致很大的測(cè)量誤差。