液氨是重要的化工原料,无色透明的液体,易燃、有毒,有强烈的刺激性气味,严重危害人体。 与空气混合后变成爆炸性混合物。 遇到火或高烧会引起燃烧爆炸。 有很大的危害性,必须控制液氨罐的液位。
磁反转板液位计
结构简单,观察直观,广泛应用于石油、化工、造纸等领域,其远程传输的控制可采用电阻传感器法和差压变送器法两种方法。 液氨的密度随温度的上升而降低,液氨受热时,容器内压增大,有破裂或爆炸的危险。 因此,监测液氨罐的液位非常重要。 低浓度氨对黏膜有刺激作用,高浓度氨可引起组织溶解坏死。 本文分析了这两种方法,介绍了应用实例,为液氨罐液位控制方法的选择和应用提供参考。 1液氨特性液氨是重要的化工原料,广泛应用于石油、化工、造纸等领域。 为了方便运输和储存,通常对气体氨气进行加压或冷却,得到液态氨,然后储存在耐压钢瓶或储罐中。 罐运用钢瓶、罐车、储藏罐等必须符合《燃气瓶安全监察规程》、《固定式压力容器安全技术监察规程》等有关规定。 容许重量填充系数为0.52kg/L。 液氨具有腐蚀性,易挥发,因此化学事故的发生率高,所以请将液氨罐保存在有仓库和架子的平台上。 堆在露天时,要用帐篷盖住,以免阳光照射。 罐中液氨液位应严格监测。 双液氨罐液位控制2.1控制方法磁反转板液位计是基于磁极耦合原理、阿基米德(浮力定律)等原理,结合机械传动特性开发的液位测量专用装置。 该装置具有结构简单、观察直观、无堵塞、无泄漏、安装简单、维护简单等特点,目前广泛应用于石油、化工、造纸、污水处理等工业领域。 为实现远程监测,根据相关标准和要求增加液位变化装置,输出多种电信号,达到远程测量和监测的目的。 其中,4~20 mA的电流信号比较一般。 在现场监测液位的同时,液位变化通过变送器、传感器、电缆和仪表传递到控制室,实现远程监测和控制。 电阻传感器和差压变送器是目前液位测量和控制的常用装置。 由于这两种装置的原理不同,必须根据测量的媒体性质和环境选择正确的测量和监测方法,才能达到测量和监测的目的。 2.2远程磁反板液位计的结构和原理磁反板液位计是通过浮力原理和磁耦合作用实现液位测量和现场显示的仪器。 当被测量容器内的液面水平上升时,液位计测量管内的磁浮也上升。 磁浮是根据检测介质的设定密度制造的(图1 )。 浮子的磁位置面和介质液面始终是平的。 浮子内的磁钢通过磁耦合向现场指示器传达信号,使红白反射柱反转180度。 液位上升时,翻转柱由白变为红,液位下降时,翻转柱由红变为白,指针的红、白边界位置变为容器内介质液位的实际高度,实现液位的现场指示。 2.2.1利用电阻传感器(电阻式)进行的远程液位控制由电阻传感器(图2所示)、R/I转换模块和屏蔽件等构成电阻、双簧管变送器,将磁反转板液位计和液位远程传递装置以捆扎的形式固定组合,构成远程反转板液位计(图3所示)。 该变送器的电阻传感器被捆绑固定在磁反转板液位计的主导管的外侧,与液位计处于相同的磁耦合系统中。 当远程磁板液位计的磁流根据液位上下移动时,与液位位置对应的单簧管在浮子内的磁场的作用下被吸收,电阻链的电阻值发生变化,将变化了的电阻信号用转换模块转换为双线式的4~20 mA DC标准信号并输出,该信号与数字面板仪表简单组合 图3采用远传磁反板式液位计(电阻式)2.2.2差压变送器(差压式)进行远程液位控制的差压变送器的测量部分始终采用差动电容结构(图4 )。 图4的差动寄存器的测量部分由磁反转板液位计和差压寄存器、固定板、正负压连接管等组合构成远传磁反转板液位计,固定板和主导管的下端。 正压连接管分别与磁板液位计下凸缘连接管和差压变送器正压端口连接,负压连接管分别与磁板液位计上凸缘连接管和差压变送器负压端口连接(图5 )。 根据液体静压与高度成比例的原理,通过传感器的压阻效应将静压转换为电信号,经过温度补偿和线性校正,转换为4~20 mA DC标准电流信号输出,实现显示、控制、调节和报警。 图5远传磁反板液位计(差压式) 3种液氨罐液位控制方法分析3.1电阻式控制和差压式控制的共同点,不需要电源,显示部分和介质完全隔离,介质污染显示条观测不受影响,根据用户需要调节开关点的位置,设置方便 液位寄存器双线式4~20 mA DC标准信号输出,可远程监视和控制。 维护量少,维护费用低。 适用于高温和高压的测量,特别是磁盘液位计可用于各种塔、罐、槽、球形容器和锅炉等设备的介质液位的测量。 可在高密封、零泄漏和高温、腐蚀条件下测量液位,安全可靠,全过程测量无死角,读数直观,测量范围广。 特别是现场指示部分不与液体介质直接接触,因此在高温、有毒、有害、强腐蚀性介质方面具有优势。 3.2电阻式控制和差压式控制的不同3.2.1电阻式控制
磁反转板液位计
的磁浮在液面水平上下移动,现场通过磁耦合反转,远程传输信号由单簧管吸收,改变电阻链的电阻值。 根据液位位置分别传递现场指示信号、远程传递信号。 当容器介质密度相对于设定密度变大时,实际的液面变得比现场指示液面和远传递信号液面(指示液面和远传递信号液面等的高同步)低。 介质密度减少时,实际液面高于现场的指示液面和远程传递信号液面(指示液面和远程传递信号液面的高同步)。 密度差一定时,指示远方传递误差与液面的高低无关,是一定的。 3.2.2差压式控制远程传输信号由容器内的介质液体底部的压力和介质液面的压力之差决定(密度的设定值与浮子相同)。 当容器介质密度相对于设定密度增大时,实际液面低于远传信号液面(表示液面和远传信号液面不高)。 介质密度为fJ,tj,-j-,实际液面高于远程传输信号的液面(表示液面和远程传输信号的液面不高)。 如果密度差恒定,则远程传输信号的误差不恒定。 差与液面低的高度成比例地扩大。 磁浮发生故障(浮子卡住、损坏)时,也可以在现场指示故障或远程发送信号。 差压变送器失灵,现场指示可以使用,不影响监视,发挥二维监视作用。 3.3应用例液氨罐的实际使用温度范围为-50~20 oC,其内部液氨密度的变化为702.15~610.28 kg/m3,测定高度为3 000 mm。 设定基准密度为652.02 kg/m3(一10℃时)、磁性浮子全长360mm、磁钢位置310mm。 罐内装有密度为702.15 kg/m3的液氨,实际液面为2 000 mm,现场为2 020 mm,电阻式信号为2 020 mm,压差式信号为2 154 mm。 实际液面为500 mm,现场指示为520 mm,电阻式信号为520 mm,差压式信号为538 mm :试验结果如表1所示。 表1液氨罐的实验结果表明,压差式控制是液氨罐液位的显示和现场磁板液位计的显示数据存在一定偏差,这种偏差主要是温度变化引起的液氨密度变化引起的液位变化。 差压变送器测量的结果为压力差,容器一般为圆柱形,其截面圆的面积s不变,因此与高度Ah成正比。 随着温度的变化,液氨的密度发生变化,液氨的体积膨胀或缩小,因此实际液位上升或下降。 如果需要显示实际液位,还可以通过引入介质温度补偿解决。 由表1可知,A/B和c比较接近,因此液面水平的温度补偿可大致按照密度的比率进行修正。 如果要修正,可以通过密度变化曲线拟合解决。 由表1可知,电阻式控制下的液位显示与现场磁反转板液位计的显示一致,这是因为磁流和传感器电阻同时折动,变化一致,所以显示也一致。 从这一点来看,电阻式控制比差压式控制显示得更多的液面水平。 但是,如果磁浮发生故障(浮子卡住、破损),现场的指示、远距离传递信号将同时失效,影响监视。 差压变送器法则不出现这种情况,测量时比较,如发现两者的读数不同,则能够快速发现仪表故障和介质密度的变化,提前修正。 4结束语液氨罐的液位控制是以磁盘液位计的现场显示和液位远程传输装置相结合的形式实现的。 液位远程传输装置的信号转换为双线式4~20 mA DC标准信号并输出,该信号可与数显仪器简单结合使用,达到了显示、控制、调节和报警的目的,提高了液氨罐液位监测的可靠性。 本文介绍的两种控制方法各有优缺点,但从安全性角度出发,建议采用磁反转板液位计与差压变送器相结合的方法监测液氨罐水平。
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