摘要：差壓液位計(jì)由于穩(wěn)定性好, 重量輕, 測量范圍寬, 無活動(dòng)部件等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè)。文章根據(jù)本人的維修工作經(jīng)歷, 通過對引起差壓液位計(jì)失準(zhǔn)或故障的幾種情況進(jìn)行分析, 并提出解決方法。

1 差壓液位計(jì)的工作原理

    差壓液位計(jì)分為引壓管安裝和膜盒安裝兩種方式, 其工作原理是容器內(nèi)的液位改變時(shí), 由液位產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化。設(shè)容器的底部壓力為P正, 液面上的壓力為P負(fù), 液位高度為H, 則:

    式中:ρ為介質(zhì)密度;g為重力加速度;在計(jì)算時(shí)通常取9.8N/kg。

    在被測介質(zhì)密度不變的情況下, △P與液位高度H成正比, 測出差壓即可推算出被測液位高度。

2 差壓液位計(jì)失準(zhǔn)或故障的分析與處理

2.1 由被測介質(zhì)密度變化引起的失準(zhǔn)

    某石油公司瀝青生產(chǎn)裝置的初餾塔底采用EJA110A型差壓液位計(jì) (引壓管安裝) , 量程為4m。比如換油前的原油密度ρ20為1.02g/cm3, 換油后的密度為0.95g/cm3, 初餾塔底的溫度為270℃, 可按以下兩種方法進(jìn)行計(jì)算液位計(jì)的測量范圍上限值。

    地衣種方法:根據(jù)密度隨溫度變化的修正公式進(jìn)行推算。

    式中:α為油品密度的平均溫度校正系數(shù)。

    通過查閱《石油密度溫度系數(shù)表》, 得知密度為0.95g/cm3的油品, 其平均溫度校正系數(shù)為0.00056, 代入公式后ρ270=0.95-0.00056 (270-20) =0.81g/cm3。

    然后根據(jù)△P=ρgH計(jì)算出差壓液位計(jì)的測量范圍上限值。

    第二種方法:根據(jù)現(xiàn)場液位計(jì)的讀數(shù)變化量和差壓計(jì)測到的差壓△P變化量, 反推出當(dāng)時(shí)工況下的密度。

    例如, 從初底現(xiàn)場液位計(jì)觀察, 實(shí)際液位升了0.5m, 同時(shí)差壓計(jì)檢測到的差壓升了4.1 kPa, 那么根據(jù)公式△P=ρgH, 可推算出實(shí)際工況下的初底油密度為0.837g/cm3。然后根據(jù)△P=ρgH計(jì)算出差壓液位計(jì)的測量范圍上限值。

    這兩種方法的對比:化驗(yàn)室向我們提供的原油密度值通常是在碼頭上油前進(jìn)行采樣分析的, 由于原油進(jìn)裝置后經(jīng)過脫鹽脫水、初餾塔提煉了部分輕組分等原因的影響, 按地衣種方法計(jì)算出的密度, 往往是不準(zhǔn)的。第二種方法推算出來的密度#接近真實(shí)值, 我們在實(shí)際維護(hù)過程中, 較多的是采用第二種方法進(jìn)行密度推算, 而且效果較好。

2.2 引壓管內(nèi)的介質(zhì)發(fā)生凝固引起的失準(zhǔn)

    某石油公司改性瀝青反應(yīng)器、預(yù)混罐采用的是單法蘭液位計(jì) (均為敞口容器) , 而且液位計(jì)安裝在容器底部。根據(jù)市場情況改性瀝青采用間隙式生產(chǎn)方式。當(dāng)裝置停下來時(shí), 容器底至液位計(jì)接液法蘭之間的瀝青就會(huì)慢慢凝固。在重新生產(chǎn)的時(shí)候, 由于這段管內(nèi)的瀝青無法及時(shí)熔化, 導(dǎo)致壓力無法傳達(dá), 造成液位計(jì)失準(zhǔn), 極易導(dǎo)致誤操作。我們通過對實(shí)際情況的分析后, 提出了以下解決方案:采用EJA110A型差壓計(jì)代替單法蘭液位計(jì), 采用φ32的引壓管, 引壓管焊接在DN80PN1.6法蘭上, 安裝前將引壓管灌滿甘油, 安裝后引壓管要高出容器底部5cm。對該液位測量裝置改良后徹底解決了因?yàn)橐龎汗軆?nèi)的介質(zhì)發(fā)生凝固引起的失準(zhǔn)問題, 而且引壓管不需蒸汽伴熱。改良后的差壓液位計(jì)如圖1所示。

2.3 被測介質(zhì)進(jìn)入引壓管導(dǎo)致液位計(jì)失準(zhǔn)

    出現(xiàn)上述情況, 只能重新將引壓管吹掃干凈, 然后灌液投用。這種情況通常是由于差壓計(jì)的排液螺釘松或閥門內(nèi)漏, 導(dǎo)致隔離液漏掉。排液螺釘松動(dòng)除了人為擰不緊的原因外, 還可能由于振動(dòng)或熱脹冷縮的原因造成, 所以對差壓液位計(jì)巡檢時(shí)要特別留意排液螺釘處有無滲漏。此外, 為了避免或減少閥門內(nèi)漏的情況出現(xiàn), 在裝置停工大修期間, 應(yīng)對測量管路中的承插焊閘閥進(jìn)行打水壓測試, 發(fā)現(xiàn)有內(nèi)漏的閥門, 及時(shí)更換。有些廠的儀表工采用蒸汽憋壓的方式對承插焊閘閥試漏, 這種方式存在局限性, 無法發(fā)現(xiàn)微漏的閥門。

2.4 差壓液位計(jì)放大板故障

    出現(xiàn)這種故障的原因有電子元件老化、變送器接線盒進(jìn)水等。出現(xiàn)這種故障時(shí)需更換變送器的放大板 (圖2) 。更換放大板后需重新設(shè)置差壓液位計(jì)的測量范圍上限、下限、測量單位等參數(shù)。

2.5 膜盒穿孔故障

    雙法蘭液位計(jì)用于高含硫原油加工裝置, 使用時(shí)間長了, 會(huì)導(dǎo)致膜盒穿孔, 需定期拆檢膜盒。某石油公司汽提塔下部采用雙法蘭液位計(jì), 在使用近八年之后, 出現(xiàn)液位計(jì)讀數(shù)逐漸偏大的故障。拆檢發(fā)現(xiàn)負(fù)壓室的膜盒已被腐蝕穿孔, 負(fù)壓室毛細(xì)管里的硅油已蒸發(fā)大半。正壓室的膜盒長期有油覆蓋, 反而沒有穿孔。導(dǎo)致液位計(jì)顯示偏大。為避免出現(xiàn)這種情況, 應(yīng)定期拆檢膜盒。另外, 針對腐蝕性較強(qiáng)的部位, 可選擇耐腐蝕性能更好的隔膜材料, 如哈氏合金C-276。

2.6 差壓液位計(jì)與BT200手操器通信不上 (BRAIN協(xié)議)

    某次EJA型差壓液位計(jì)與BT200手操器通信不上, 檢查確認(rèn)手操器沒問題, 連接方式也是正確的。后經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)由于安全柵的原因, 導(dǎo)致供給變送器的電源電壓嚴(yán)重偏低, 只有11.2V, 出現(xiàn)這種情況需要更換安全柵。但由于暫無安全柵可換, 只好在機(jī)柜室利用24V開關(guān)電源對變送器進(jìn)行臨時(shí)供電, 修改好該差壓液位計(jì)的參數(shù)后再恢復(fù)安全柵接線。

3 結(jié)語

    差壓液位計(jì)廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè), 雖然引起差壓液位計(jì)失準(zhǔn)或故障的原因有多種, 但只要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行認(rèn)真分析, 就能找到解決方法, 及時(shí)排除故障, 確保差壓液位計(jì)為生產(chǎn)過程提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確的液位動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。