双法兰差压变送器在负压储槽液位测量中应用

摘要:在丙酮回收过程中,由于丙酮储槽内压力为负压,容易造成液位变送器导压管内灌充液流失,给液位的正确测量带来了一定的困难。文章介绍了差压变送器测量液位原理,分析了回流槽丙酮液位测量不准的原因,以及介绍了将液位变送器改造为双法兰差压变送器后取得的测量效果。
0引言
      在生产过程中,丙酮回收是--道重要的工序。丙酮空气混合气经冷却、吸附等工艺后,得到稀丙酮溶液,稀丙酮溶液需要送到进行蒸馏分离后才能得到合格丙酮产品。
稀丙酮经过蒸馏后,在塔顶得到较高纯度的丙酮，塔顶出来的气态丙酮经冷凝.冷却后得到液态丙酮流人回流槽中,回流槽中的丙酮用回流泵抽出,一部分从塔顶回流到蒸馏塔内，另一部分则进入丙酮贮槽用于生产。
      由于丙酮易挥发,为保证回流槽内压力稳定,确保安全生产，必须将丙酮气抽到负压总管,保证回流槽内为负压。由于回流槽丙酮液位采用的是无法兰差压变送器测量，经常出现测量不准,影响安全稳定生产,同时也带来了较大的维护工作量。
1差压变送器测量液位原理简介
      差压变送器主要用于非常压、密闭容器的液位测量,是利用容器内的液位改变时,由液柱产生的静压也相应变化的原理而工作的。其常见安装方式如图1所示。

      在储槽液位测量中,若介质易挥发和冷凝,气相含水量高,为保证液位正确测量,一般将差压变送器使用在负迁移状态，即将差压变送器的正压室接液相,负压室导压管内灌满灌充液.(确保负压室压力恒定)后接气相。在图1中,设容器内部气相压力为,介质密度为ρ,灌充液密度为ρ2,液位高度为H,最大量程高度为h,负压室灌充液高度为h,差压变送器正压室压力为P1,差压变送器负压室压力为ρ2,重力加速度为g,则液位。
为了确保液位变送器稳定工作,必须保证负压室导压管内灌充液高度h稳定不变,灌充液密度不变,将负压室导压管灌.满灌充液,即h1=h0通常ρ1、ρ2、h为已知,测量出OP,液位高度H就确定了。
2常用的差压变送器简介
      在非常压、密闭储槽液位的测量中,常用的三种差压变送器见图2.

      三种差压变送器主要特点如下:(1)差压变送器(无法兰):采用正负压室均为导压管取压,若介质易挥发和冷凝、气相含水量高,负压室导压管必须灌满灌充液。(2)单法兰差压变送器:正压室通过隔离膜片传递压力,负压室为导压管取压，若介质易挥发和冷凝.气相含水量高,负压室导压管必须灌满灌充液。灌充液易流失,需经常检查，维护和校准。(3)双法兰差压变送器:正负压室通过毛细管将压力传至变送器正负压室,压力经毛细管内的灌充硅油(或其它的液体)传递至变送器的正负压室,无灌充液流失情况。无需经常检查校准,维护工作量低。
3回流槽(负压)丙酮液位测量问题分析
      在生产中,回流槽丙酮液位的测量使用的是无法兰的差压变送器。为保证回流槽丙酮液位的正确测量,差压变送器负压室导压管必须灌满灌充液(灌充液为水,ρ丙酶<ρ水)才能正常使用,见图3。

      在实际使用过程中,回流槽丙酮液位测量经常出现液位测量不准,影响了安全稳定生产,增加了工作维护量。经过长期维护经验总结和具体分析,结合差压变送器原理和特点,找到了灌充液流失是导致影响回流槽丙酮液位测量的主要原因。无论在正常生产还是停车开车期间都会出现充液流失,导致灌充液流失的原因见下。
(1)正常生产情况下:回流槽内负压波动造成液位变送器负压室导压管内灌充水流失。此时将导致出现液位测量不准，造成回流泵不会联锁跳停,联锁失效,严重时损坏回流泵,影响安全生产;同时增加了维护工作量。
(2)停车和开车期间:回流槽内丙酮不断挥发被抽送至丙酮总管,液位逐渐降低直到0%,负导压管内灌充水也会全部挥发掉。此时将出现液位测量不准,液位变送器输出液位为100%(实际为0%);开车时,若工艺人员未通知仪表校准液位变送器,可能导致回流泵空转,严重时损坏回流泵,影响安全生产;同时增加了维护工作量。
4双法兰差压变送器测量回流槽丙酮液位效果
在生产中,除了正常生产期间维护回流槽丙酮液位变送器外,每次停车后再次开车,仪表人员都要重新检查检验回流槽丙酮液位变送器,重复维护工作量大。
为了提高回流槽丙酮液位测量的稳定性和正确性,提高安全生产能力,减少维护工作量,仪表人员决定将回流槽丙酮液位变送器改造为双法兰差压液位变送器。改造过程主要工艺情况、差压变送器选型如下:
4.1回流槽工况
(1)回流槽高度930mm。
(2)测量介质:丙酮(密度≈0.80g/cm2)。
(3)回流槽内压力:负压。
4.2双法兰差压变送器选型
(1)型号:3051CD2A22A1AS2B4M5D4HR5。
(2)工作压力:-250~250inH20。
(3)校验量程:(0~30)kPa。
4.3安装与组态
(1)空槽时零点:-853mmH,0。
(2)量程范围:930×0.8=744mmH20。
(3)变送器组态:LRV为-853mmH,O,URV为-109mmH,O。
      自从将回流槽丙酮液位变送器改造后,液位测量效果良好,没有出现任何问题,在停车开车前后不需要在做任何维护，正常生产过程中液位测量稳定可靠，测量效果十分良好。
5结语
      双法兰差压变送器在化工生产中应用广泛,特别适用于测量介质易挥发.负压储槽的液位。通过将回流槽丙酮液位变送器改造为双法兰差压变送器，解决了液位测量不准的问题,测量效果好,提升了控制过程效果和安全稳定生产能力。