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***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。
  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 – 較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:γ1 為被測(cè)介質(zhì)在操作溫度 、壓力下的 比重;γ2 為隔離液或工藝?yán)淠罕戎?γ3 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 p2 。 圖 1 :(正確安裝的測(cè)量結(jié)果) p1 =γ1＊H (2) p2 =γ2＊(h +M)-γ1 ＊L -γ3 ＊M (3) 遷移后的量程范圍(對(duì)應(yīng) 0 ～ 100 %):-p2 ～ -p2 +p 1 (4) 將等式(2)、(3)代入整理后得 : γ1＊L +γ3 ＊M -γ2 ＊(h +M)～ γ1 ＊(L +H)+γ3 ＊M -γ2 ＊(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) p1 =γ1＊H 同等式(2) p2 =γ2 ＊(h2 +M +h1 ＊Y )-γ1 ＊L -γ3 ＊M (6) 遷移后的量程范圍(對(duì)應(yīng) 0 ～ 100 %): -p2 ～ -p2 +p 1 同等式(4) 將等式(2)、(6)代入整理后得 : γ1 ＊L +γ3 ＊M -γ2 ＊(h2 +M +h1 ＊Y ) ～ γ1 ＊(H +L)+γ3 ＊M -γ2 ＊(h 2 +M +h1 ＊ Y )
  Y 為h1 的液位系數(shù) ,其值為 0 ～ 1 , 在開(kāi)車的 ***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?在 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 :
  p2 =γ2 ＊(h2 +M)-γ1 ＊L -γ3 ＊M (8) 與等式(6)相比負(fù)遷移量的值減少了 γ2 ＊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 : γ1 ＊L +γ3 ＊M -γ2 ＊(h2 +M)～ γ1 ＊(H +L)+γ3 ＊M -γ2 ＊(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:
  γ2 ＊h1 ＊Y ＊100/ γ1 ＊H % (10) 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)：
  作如下假設(shè): γ1 =γ2 =γ3 =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(10) 得相對(duì)誤差為 :
  20 000/ H % (11) 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。