摘要：為了解決本公司硫餃車間液氨儲錦液位連鎖控制液位不準(zhǔn)、 不穩(wěn)定問題， 通過對差壓式液位變送器、 磁翻板液位計、 外測液位計三種不同原理的液位計現(xiàn)場實際應(yīng)用悄況 的對比，品后采用了ELL外測液位計測雖液紐儲雒液位的方法， 有效解決了液氨儲雒液位割拭不準(zhǔn)確、 不穩(wěn)定的問題， 最終實現(xiàn)了液氨儲罐液位的連鎖控制， 為企業(yè)提高了生產(chǎn)效率和安全管理水平。
0 引言
上瘓市金冠化工有限公司主要生產(chǎn)偶氮類分散染料濾餅， 現(xiàn)有合成生產(chǎn)線II條， 日產(chǎn)晝30噸／天， 2012年始新建硫絞車間， 該車間主要的生產(chǎn)原料為液氨、 硫酸。 液氝是一種 祁用的非水溶劑和制冷劑也是除了水以外最常用的無機溶劑，但由千它的揮發(fā)性和腐蝕性， 液氨在儲存時發(fā)生事故的幾率也相當(dāng)高。 本公司對液氨的使用攬平均約為60噸／天， 共有3只液氨儲罐， 容積為108立方米， 高3,5米， 長約12米的臥式碳鋼罐體。硫較車間對液員的使用呈大， 進出液頻繁。 原儲翩上安裝的差壓式液位變送器與磁翻板液位計的液位數(shù)據(jù)波動頻繁， 誤差很大， 無法對于罐內(nèi)的液氨的液位進行有效控制，存在嚴重的安全隱患， 為確保液氨儲存、使用的安全， 消除安全隱患， 因此本公司在每只儲雒上各增設(shè)一套新型液位計。
1 現(xiàn)場基本工況
I. I 流程與設(shè)備描述
如圖）所示， 儲雒的液氨進出方式為頂進底出， 先由液氨運輸車將液氨卸入卸料池內(nèi)，再從卸料池內(nèi)將液纜打入儲雒內(nèi)， 錦商4200mm, 罐內(nèi)的咨戒液位定為3800 mn人 ， 通常工藝 儲罐的外部涂有防腐漆， 沒有保溫層， 因此， 罐內(nèi)存在液氨的氣象， 為防止蟒內(nèi)壓力受外界渥度影響過大， 雒體周圍配有啖淋器， 當(dāng)夏季高溫時打開啖淋器降低儲瞄內(nèi)液氨的溫度．
每只儲錦分別安有磁翻板液位計 如圖2所示． 雙法蘭式差壓液位變送器, 對儲雒內(nèi)液位商度進行實 時測盤， 如圖3所示。
圖2 磁翻板液位計安裝位置
圖3 差壓式液位變送器安裝位置
I. 2 液位計測螢描述
磁翻板液位計根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成， 當(dāng)被測容器中的液位升降時， 液位計本體管中的磁性浮子也隨之升降， 浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到磁翻柱指示器， 驅(qū)動紅、 白翻柱翻轉(zhuǎn)180' , 液位上升時翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色， 當(dāng)液位下降時翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實際窩度， 從而實現(xiàn)液位消晰的指示叫兩個相鄰的指示板軸向間距離為10mm, 因此， 液位指示分辨率為士10mm。 本公司所用的MF型磁翻板液位計， 且配有遠傳液位變送器， 采用標(biāo)準(zhǔn)信號4~20 mA 傳至DCS上位機．
其次，還選用羅斯蒙特3051CD2A型差壓式液位變送器與磁翻板液位計進行測噩比較．差壓式液位變送器利用容器內(nèi)的液位改變時， 由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理而工作今將差壓變送器的一端接液相， 另一端接氣相。 容器上部空間為干燥氣體， 其壓力為P, 則
P1=P+Hpg （2）
P2=P （2）
由公式：
??P = P1 -P2 = Hpg (3)
式中H一液位高度．
盧質(zhì)密度。
g一 巫力加速度．
P1, P2一 分別為差壓式液位變送器正、 負壓室的壓力。
通過被測液氨的已知密度， 差壓式液位變送器測得的旁壓與液位高度成正比， 把測猛液 位高度轉(zhuǎn)換為測祿差壓1,1。
在生產(chǎn)使用中，由千現(xiàn)場的實際工況，罐體無保溫層， 因此雒體內(nèi)的液氨受外界環(huán)境溫
度影響很大． 罐內(nèi)液氨存在三種物理現(xiàn)象．罐的頂部為氣相，罐底部為液相， 中間部分存在 氣液混合相． 冬季環(huán)境溫度相對締內(nèi)液須的溫度影響較小 ， 締內(nèi)液須的氣化狀態(tài)較小穩(wěn)定， 液位也相對穩(wěn)定，而夏季的環(huán)境溫度很高， 罐內(nèi)氣化現(xiàn)象明顯， 壓力波動較大， 所測得的液 位誤差大． 磁翻板液位計也出現(xiàn)同樣的問題， 雒體內(nèi)的氣液混合相增大使磁翻板的磁性浮子在2~5 cm間波動． 這兩種液位計在測盤過程中， 受外界溫度的影響， 所測液位數(shù)據(jù)誤差大 直接影響車間液頁的安全管理水平，尤其在往雒體里輸送液賀時， 對千液位的監(jiān)測失去
了消確的參考性， 無法進行聯(lián)鎖控制， 給生產(chǎn)留下了嚴重的、 不容忽視的安全隱患。
1.3 新型物位測星儀表的選用
由千差壓式液位變送器、磁翻板液位計的測屈失準(zhǔn)、不穩(wěn)定， 為保證車間正常的工藝生 產(chǎn)， 公司考慮堵設(shè)其它液位剎雖儀表 ， 對新的物位測雖儀表選型以及應(yīng)用，必須須符合以下 兒點：
1) 液氨儲罐區(qū)為防煤區(qū)歧， 盡可能不動火安裝。
2) 液賀儲雒內(nèi)有存有液頁， 宵換過程慢、費時費力。 盡可能不影響車間正常生產(chǎn)。
3) 液賃儲罐屈千三類壓力容器， 改造手續(xù)復(fù)雜嚴格， 盡可能不改變錦體原有結(jié)構(gòu)。
4) 精度商、可以滿足連鎖要求。 測盤誤差不得大千· 土0. 5% 。
通過向設(shè)計院了解， 經(jīng)過慎重論證梟終選擇了由西安定華電子有限公司生產(chǎn)的ELL型外 測液位計， 如圖4所示， 此類型外測液位計完全符合我們的現(xiàn)場工況要求， 尤其是在防燥區(qū) 域禁止動火， 禁止錦體開口、不影響生產(chǎn)的前提下可安裝剎盤。
2 外測液位計的實際應(yīng)用
2.1 生產(chǎn)應(yīng)用中的比較
經(jīng)過近一年時間的使用 ， 以及DCS中液位歷史趨勢圖、 結(jié)合現(xiàn)場進出液流螢數(shù)據(jù)， 明顯可以判斷出外測液位計在液氝儲罐液位測晝過程中具有高可靠性、 高精度等特點． 如圖5所示。
圖5, 綠色曲線表示ELL外測液位計液位曲線， 藍色曲線表示磁翻板液位計液位曲線， 粉色曲線表示差壓式液位變送器液位曲線， 通過對液位零點遷移同意后， 由圖4 、 圖5可以 看出在同樣外界環(huán)境影響的的悄況下(tl , 綠色曲線相對千紫色、 藍色曲線耍穩(wěn)定， 說明外測 液位計受外界溫度、 壓力變化影響較??； 紫色曲線、 藍色曲線都存在較大幅度的跳變現(xiàn)象， 說明磁翻板液位計和差壓式液位變送器受到外界溫度、 壓力變化影響較大．
根據(jù)儲錦容積表可以查出已知液位商度下所對應(yīng)的容積， 反之也可以通過儲蟒容積反算出液位高度。 表1分別記錄了三種儀表的進液數(shù)據(jù)， 通過對這五組數(shù)據(jù)的對比分析發(fā)現(xiàn)， 液氨儲雒進料過程中以雄表高度為參照， 差壓式液位變送器誤差砓大，嚴重不符合現(xiàn)場工藝情況，在實際應(yīng)用中不作為實際測捂液位進行對比。外測液位計與礎(chǔ)表液位數(shù)據(jù)雖為接近， 其 測盤精度獲得了車間工藝部門的認可。
2.2 工藝生產(chǎn)的優(yōu)化
車間工藝生產(chǎn)中，液奴由儲罐內(nèi)輸送到使用反應(yīng)條中， 這個過程由DCS遠程連鎖控制 ，當(dāng)罐內(nèi)液位小千某一設(shè)定值時， 停止液氨泵(Pl2105A與P121058)。 在未安裝ELL外測液位 計以前， 此連鎖程序由磁翻板液位計所測的液位為控制數(shù)值， 但是， 由千磁翻板液位計剎顯的波動頻率較大 ， 使此連鎖控制頻出問題， 影響工藝生產(chǎn)的正禍運行， 存在嚴重的生產(chǎn)安全隱患 ， 迫使我們停止使用此控制程序， 改為手動操作輸送泵的啟停， 增加操作人員工作強度， 帶來不便。
通過對ELL外測液位計的長時間使用，其割據(jù)的穩(wěn)定性、安全性以及準(zhǔn)確度得到車間領(lǐng)導(dǎo)與工藝技術(shù)人員的認可， 重新啟用上述連鎖程序l?J' 而此控制程序的液位監(jiān)測對象由原來 的磁翻板液位改為外測液位計 如圖6所示。
2. 3外測液位計使用效果
首先， 外測液位計顯示直觀易懂， 精確到以亳米為單位，尤其在DCS顯示畫面中便千讀取數(shù)據(jù)， 在實際應(yīng)用中 ， 我們更習(xí)慣千以長度單位來計噩液位， 如圖7所示。
其次，此外測液位計有校準(zhǔn)測量頭，校準(zhǔn)測量頭安裝于罐體側(cè)壁處，當(dāng)液位達到此校準(zhǔn)頭高度時會自動校準(zhǔn)，儀表系統(tǒng)得到一個系數(shù)，通過此系數(shù)修正測量數(shù)值，減小誤差，更加減輕了公司內(nèi)儀表工的維護量，這點是最為特殊也是值得信任之處。
再次，外測液位計的測量穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、可靠性，消除了液氨在存儲與使用過程中的安全隱患；紹興市安全生產(chǎn)監(jiān)管局、紹興市特種設(shè)備管理機構(gòu)分別來我司指導(dǎo)對于高?；ぴ系膬Υ媾c使用情況，在現(xiàn)場進行液位對比，都給予此外測液位計的大加贊賞，完全符合《中國化工企業(yè)液氨使用安全管理規(guī)定》中指出的“針對液氨儲存至少要有兩個采用不同測量原理的液位計來監(jiān)測物位”。
最后，有效地改善工藝生產(chǎn)控制，控制過程生產(chǎn)對液氨投入使用量，使成品硫酸銨的純度更高、更好。建立安全生產(chǎn)長效機制，提高了液氨儲存本質(zhì)安全水平。
2.4外測液位計的推廣性
通過此液位計實際的測量應(yīng)用，儀表部門與工藝技術(shù)部考慮到液氨制冰車間，可將此類液位計進行推廣，液氨制冰車間共分為新、老兩區(qū)，車間內(nèi)分別有液氨過程使用罐與100a'液氨儲存罐若干套，由于這兩種罐體都采用老式液位監(jiān)測方法一—連通器結(jié)霜法，每只罐體側(cè)部都配有DN10的管道，從管道結(jié)霜的高度來分析此時罐體內(nèi)液氨物位；沒有任何電子設(shè)備來測量用以進行液位對比。為了提高公司流程自動化控制與生產(chǎn)安全可靠性，會列入公司項目單內(nèi)進行實施，從而實現(xiàn)自動化控制高水平的一流大型企業(yè)。
3結(jié)束語
本文基于實際的生產(chǎn)過程，通過對磁翻板液位計、差壓式液位變送器、外測液位計三種不同原理的儀表使用效果進行比較，充分證明了外測液位計相對其他兩種液位計更適合在液氨儲罐上使用。眾所周知，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是最高自主知識產(chǎn)權(quán)體現(xiàn)形式。2009年西安定華電子發(fā)明的外測液位計進入國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中國化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一自控安裝圖冊（標(biāo)準(zhǔn)號HG/T21581-2010），成為國內(nèi)各大化工、石化設(shè)計院在液氯、VCM、液氨、丙烯、液化石油氣等液體儲罐液位測量的首選儀表，也被眾多用戶認定為在重大危險源液位測量專用儀表。
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