隨著現代自動化控制要求的不斷提高,過程操作中溫度、壓力、液位、流量等基本參數的準確和穩定就顯得尤為重要。其中,液位就是一個非常重要的工藝控制參數。尤其在工業生產現場,對于液位的要求更是嚴格。主要是應用到了液位開關、伺服液位計、雷達液位計,玻璃板液位計、磁翻板液位計,磁致伸縮液位計、超聲波液位計,外浮筒液位計、浮球液位計、雙法蘭差壓液位變送器、雙室平衡容器; 在焦化裝置的焦炭塔上應用到了先進的中子料位計等。這些儀表的應用為工藝控制提供了可靠的參數,使工藝操作更加簡單,提高了產品的合格率和質量,同時進一步保證了裝置的安全生產。
本文通過對裝置中汽包液位計進行綜合的剖析,介紹裝置中遠傳數據用途的雙室平衡容器和雙法蘭差壓液位計基本原理和構造,以及應用和實際的調試方法,使得操作員能遠程實時監控液位的變化,提高了裝置運行的安全性和穩定性。
1、雙室平衡容器的應用
1.1 對汽包液位測量的重要性
在裝置中,汽包的液位是安全生產的重要參數,主要是負責給裝置提高蒸汽能源。而蒸汽的質量又關乎設備是否能夠正常運轉,生產能否穩定運行。在以前自動化程度不高時,汽包的液位測量還只是處在就地觀察的程度,主要是使用玻璃液位計進行測量,液位只能就地觀察,水位的變化需要有人不時的觀測,掌握水位的實時動態,手動控制水位的變化,液位的信號不能傳輸,這就給操作工帶來了極大的工作量和危險性。隨著自動化程度的提高,水位的測量應用了雙室平衡容器,采用引壓管測量法,使平衡容器引壓管與汽包的溫度差基本一致,克服了溫差對飽和水的密度的影響,大大減少了測量的誤差。通過平衡容器的引壓管將差壓傳遞給差壓變送器,經差壓變送器轉換成電信號在檢測屏幕上實時顯示水位的變化,使水位的控制由人工操作變成自動控制,由液位控制進水閥及時的調整水位的變化。
1.2 雙室平衡容器的原理和構造
雙室平衡容器的主要結構
雙室平衡容器,顧名思義,主要是與汽包通過圓管相連接的密閉容器,所以叫平衡容器; 平衡容器的測量原理是根據差壓的方式設計,在容器的底部和筒壁都有引壓管引出,分別與汽包和差壓變送器相連。它的主要結構如圖1所示。在容器的上部圓管進入容器口處,有一個圓環形漏斗,漏斗的下方圓盤即基準杯,漏斗將整個雙室平衡容器分隔成上下兩個部分,故稱為雙室平衡容器。
雙室平衡容器的液位測量系統主要有平衡容器、引壓管、取源閥門、三閥組和差壓變送器以及DCS組成。平衡容器由凝汽室、基準杯、溢流室和連通器組成。凝汽室是位于平衡容器上部,與汽包上部相連接,主要是接受飽和水產生的蒸汽,在這里,蒸汽會遇到漏斗釋放點汽化熱,形成飽和凝結水,積聚在基準杯里,而基準杯內凝結水產生的壓力通過導壓管傳遞給差壓變送器的負壓側。當基準杯內充滿后會溢出流向溢流室。溢流室連接汽包的下降管,溢流室的凝結水就會進入下降管內流出,不會使得溢流室內滿水。在蒸汽形成凝結水時,溫度不會相差較大,使得基準杯到溢流室的溫度保持一致,也就和汽包的溫度能夠達到一致。倒T 字形連通器,其水平部分一端接入汽包,另一端接入變送器的正壓側。毋庸置疑,它的主要作用是將汽包中動態的水位產生的壓力傳遞給變送器的正壓側,與負壓側的壓力比較由電流信號換算成汽包中的水位。正是由于這種結構的引壓方式,正壓側和負壓側同時保證了容器內的溫度和汽包基本相近,容器內的飽和水的密度也就十分的接近汽包內的飽和水,使汽包水位測量大大減小了誤差,符合生產工藝的操作要求。
1.3 液位的差壓量程計算
實際汽包液位的計算主要是針對平衡容器內正負壓差壓的計算。首先,要確定汽包的正壓側是在連通器的水平引壓的位置,連通器水平引出端接差壓變送器的正壓室。其次,確定汽包的負壓側是在基準杯下端引出的引壓管接差壓變送器的負壓側。