摘要：差壓液位計由于穩(wěn)定性好, 重量輕, 測量范圍寬, 無活動部件等優(yōu)點廣泛應(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失準或故障的幾種情況進行分析, 并提出解決方法。

1 差壓液位計的工作原理

    差壓液位計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, 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, 液位高度為H, 則:

    式中:ρ為介質(zhì)密度;g為重力加速度;在計算時通常取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 差壓液位計失準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

    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 (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行計算液位計的測量范圍上限值。

    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計算出差壓液位計的測量范圍上限值。

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

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

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

    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 (均為敞口容器) , 而且液位計安裝在容器底部。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, 容器底至液位計接液法蘭之間的瀝青就會慢慢凝固。在重新生產(chǎn)的時候, 由于這段管內(nèi)的瀝青無法及時熔化, 導(dǎo)致壓力無法傳達, 造成液位計失準, 極易導(dǎo)致誤操作。我們通過對實際情況的分析后, 提出了以下解決方案:采用EJA110A型差壓計代替單法蘭液位計, 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為引壓管內(nèi)的介質(zhì)發(fā)生凝固引起的失準問題, 而且引壓管不需蒸汽伴熱。改良后的差壓液位計如圖1所示。

2.3 被測介質(zhì)進入引壓管導(dǎo)致液位計失準

    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。排液螺釘松動除了人為擰不緊的原因外, 還可能由于振動或熱脹冷縮的原因造成, 所以對差壓液位計巡檢時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行打水壓測試, 發(fā)現(xiàn)有內(nèi)漏的閥門, 及時更換。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、變送器接線盒進水等。出現(xiàn)這種故障時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

    雙法蘭液位計用于高含硫原油加工裝置, 使用時間長了, 會導(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, 在使用近八年之后, 出現(xiàn)液位計讀數(shù)逐漸偏大的故障。拆檢發(fā)現(xiàn)負壓室的膜盒已被腐蝕穿孔, 負壓室毛細管里的硅油已蒸發(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 差壓液位計與BT200手操器通信不上 (BRAIN協(xié)議)

    某次EJA型差壓液位計與BT200手操器通信不上, 檢查確認手操器沒問題, 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, 只好在機柜室利用24V開關(guān)電源對變送器進行臨時供電, 修改好該差壓液位計的參數(shù)后再恢復(fù)安全柵接線。

3 結(jié)語

    差壓液位計廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè), 雖然引起差壓液位計失準或故障的原因有多種, 但只要根據(jù)實際情況進行認真分析, 就能找到解決方法, 及時排除故障, 確保差壓液位計為生產(chǎn)過程提供穩(wěn)定、準確的液位動態(tài)數(shù)據(jù)。