0 引言

        雙法蘭差壓變送器是石油、化工和石化生產(chǎn)過(guò)程中應用十分廣泛的液位測量?jì)x表，其特點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、精que度高、線(xiàn)性好、便于安裝與維護、易于組合成控制系統，用于連續或間歇生產(chǎn)過(guò)程的塔、罐、槽等容器的液位連續測量和界位測量。雙法蘭差壓變送器主要用于測量具有腐蝕性、黏度大、易結晶、低凝固點(diǎn)液位的被測介質(zhì)。

 

1 設備簡(jiǎn)介

        標準的雙法蘭差壓變送器包括下列部件 ：法蘭盤(pán)、毛細管、安裝支架、測量表頭

1.1 法蘭盤(pán)

        法蘭盤(pán)用于將儀表與工藝設備進(jìn)行連接，同時(shí)法蘭盤(pán)膜盒部分用于壓力的測量。法蘭盤(pán)有尺寸、壓力等級要求，其尺寸與法蘭磅級應與工藝設備相符。

1.2 毛細管

        毛細管用于連接法蘭盤(pán)與測量表頭，管內填充硅油，起到壓力傳遞的作用。

1.3 安裝支架

        安裝支架屬于標準件，可以將測量表頭安裝固定至現場(chǎng)保溫保護箱或安裝支架。

1.4 測量表頭

電氣連接、電路板和可選的液晶顯示頭式測量表頭的組成部分。

        (1) 電氣連接。 提供1/2NPT 的標準電氣接口，用于4 ～20mA 等其它信號的連接，大部分的表頭左右各分部1 個(gè)連接口，方便現場(chǎng)實(shí)際安裝過(guò)程中的位置調整。(2) 電路板。 電路板位于測量表頭內部，與測量表頭使用排線(xiàn)連接，根據工作需要可進(jìn)行拆卸。(3) 液晶顯示頭。用于現場(chǎng)顯示實(shí)時(shí)測量值，可根據實(shí)際需要顯示不同的單位標示( 使用HART 手操器進(jìn)行內部參數修改)，便于現場(chǎng)調試過(guò)程中的與工藝就地液位計進(jìn)行數值對比。

 

2 選型注意事項

2.1 確定壓力變送器的型號

        壓力變送器的型號確定是指測量表頭的型號確認，其確認過(guò)程中需根據測量壓力范圍、輸出方式(4 ～20mA 帶HART協(xié)議或Profibus 等方式)、過(guò)程法蘭類(lèi)型、毛細管連接形式、是否帶液晶表頭等參數進(jìn)行型號選擇。其中是否帶液晶表頭的選擇要根據變送器使用環(huán)境溫度，若使用環(huán)境溫度過(guò)低( 零下25℃以下)，則不建議帶液晶表頭，因為根據現場(chǎng)實(shí)際應用經(jīng)驗，環(huán)境溫度過(guò)低則液晶顯示屏將無(wú)法顯示。

 

2.2 確定膜片密封件組件型號

        膜片密封件組件型號確定是指法蘭盤(pán)及毛細管的型號確認，其確認過(guò)程中需根據膜片密封件類(lèi)型、密封件位置、毛細管充罐液、毛細管連接長(cháng)度等參數進(jìn)行型號選擇。其中毛細管充罐液要根據測量介質(zhì)的溫度進(jìn)行選擇，若充罐液選擇不當，則可能造成雙法蘭差壓變送器在使用過(guò)程中無(wú)法適應測量介質(zhì)溫度，導致儀表無(wú)法正常精que測量。

 

3 安裝注意事項

        (1) 雙法蘭差壓變送器安裝位置應易于維護，便于觀(guān)察，且靠近取壓部件。(2) 雙法蘭差壓變送器安裝要考慮毛細管長(cháng)度的限制。(3) 雙法蘭差壓變送器安裝過(guò)程中毛細管的彎曲半徑應大于50mm。(4) 雙法蘭差壓變送器安裝過(guò)程中要注意法蘭盤(pán)墊片與膜盒之間不能出現擠壓，以免影響壓力正常測量和傳遞。(5) 雙法蘭差壓變送器的毛細管應采取保護固定。懸空部分應使用40( 或50) 角鋼進(jìn)行固定，防止因大風(fēng)等外部環(huán)境造成毛細管晃動(dòng)影響壓力測量和傳遞。(6) 雙法蘭差壓變送器的毛細管應有絕熱措施。在選型過(guò)程中為滿(mǎn)足測量介質(zhì)溫度要求，毛細管充罐液分為低溫充罐液和高溫充罐液，因此必須對毛細管采取一定的絕熱措施，防止因外部環(huán)境溫度的變化影響毛細管充罐液的相態(tài)導致壓力測量偏差。(7) 雙法蘭差壓變送器若安裝在室外應考慮配套儀表保溫保護箱，將變送器測量表頭安裝至保溫保護箱內，保證測量表頭電路板及液晶顯示屏的使用溫度要求并滿(mǎn)足儀表防護要求。

 

4 調試方法

零點(diǎn)遷移

        在使用差壓變送器測量液位時(shí)，一般來(lái)說(shuō)，其壓差Δp 與液位高度H 之間有如下關(guān)系

        Δp=Hρg(4-1)

        這就屬于一般的“無(wú)遷移”情況。當H=0 時(shí)，作用在正、負壓室的壓力是相等的。但是雙法蘭差壓變送器在實(shí)際應用中，往往H和Δp 之間的對應關(guān)系不那么簡(jiǎn)單。例如圖1 所示， 雙法蘭差壓變送器測量密閉容器物位。若被測介質(zhì)密度為ρ 1 ，雙法蘭差壓變送器毛細管充罐液密度為ρ 2 ( 通常ρ 2 >ρ 1 )，這時(shí)正、負壓室的壓力分別為

        p 1=h1 ρ 2 g+Hρ 1 g+p 0 (4-2)

        p 2=h2 ρ 2 g+ p 0 (4-3)

        正、負壓室間的壓差為

        p 1-p2 = h 1 ρ 2 g+Hρ 1 g- h 2 ρ 2g

        即 Δp= Hρ 1 g-(h 2 - h 1)ρ2 g(4-4)

 

        式中;Δp 為變送器正、負壓室的壓差 ；H 為被測液位的高度 ；h 1 為正壓室取壓閥到變送器的高度 ；h 2 為負壓室取壓閥到變送器的高度。

將式(4-4) 與式(4-1) 相比較，就知道這是差壓減少了(h2 - h 1)ρ2 g 一項，也就是說(shuō)，當H=0 是，Δp=-(h 2 - h 1)ρ2 g，對比無(wú)遷移情況，相當于在負壓室多了一項壓力，其固定數值為(h2 - h 1)ρ2 g。假定采用的是DDZ- Ⅲ型差壓變送器，其輸出范圍為4 ～20mA 的電流信號。

 

        在無(wú)遷移時(shí)，當H=0,Δp=0, 這是變送器的輸出I 0 =4mA ；當H=H max ，Δp=Δp max ，這時(shí)變送器輸出I 0 =20mA. 但是有遷移時(shí)，根據式(4-4) 可知，由于有固定的差壓的存在，當H=0 時(shí)，變送器的輸入小于0，其輸出必定小于4mA ；當H=H max 時(shí)，變送器的輸入小于Δp max ，其輸出必定小于20mA。為了使儀表的輸出能正確反映出物位的數值，也就是使物位的零值與滿(mǎn)量程能與變送器輸出的上、下限值相對應，必須設法抵消固定壓差(h 2 - h 1)ρ2 g 的作用，使得當H=0 時(shí)，變送器的輸出仍然回到4mA，而當H=H max 時(shí)，變送器的輸出能為20mA。

 

        根據工程實(shí)際經(jīng)驗，采用零點(diǎn)遷移的方法就能夠達到此目的，即通過(guò)HART 手操器等標準儀器調整變送器的測量下限，以抵消固定壓差(h 2 - h 1)ρ2 g 的作用。

 

        這里HART 手操器等標準儀器的作用，其實(shí)質(zhì)是改變變送器的零點(diǎn)。遷移和調零都是使變送器的起始值與被測值相對應，只不過(guò)零點(diǎn)調整量通常較小，而零點(diǎn)遷移量則比較大。

 

5 常見(jiàn)故障及處理方法

5.1 儀表指示波動(dòng)

        (1) 雙法蘭差壓變送器毛細管充罐液選型錯誤，充罐液使用溫度無(wú)法滿(mǎn)足設備操作溫度。(2) 雙法蘭差壓變送器毛細管未固定，造成毛細管隨意擺動(dòng)。(3) 雙法蘭差壓變送器毛細管未做絕熱措施，受環(huán)境溫度影響較大。(4) 雙法蘭差壓變送器阻尼時(shí)間設定過(guò)小。

 

5.2 儀表指示較就地液位計偏大(偏小)

        (1) 雙法蘭差壓變送器下( 上) 法蘭盤(pán)在固定過(guò)程中墊片與法蘭膜盒面產(chǎn)生擠壓，造成膜盒自由狀態(tài)下受力，將法蘭盤(pán)拆除更換墊片重新緊固。(2) 被測介質(zhì)實(shí)際密度較原設計密度偏大( 小)。(3) 雙法蘭差壓變送器正( 負) 壓室取壓閥有異物或凍堵。(4) 雙法蘭差壓變送器零點(diǎn)漂移。

 

6 雙法蘭差壓變送器的優(yōu)點(diǎn)

        (1) 可測量具有腐蝕性、粘度大、易結晶、低凝固點(diǎn)特性介質(zhì)的物位。(2) 具有較高的靈敏度與穩定的信號處理特點(diǎn)，能應對各種過(guò)程條件。(3) 重復性好，即使在#困難的條件下也能確保液位測量的可靠性與精度。(4) 調試簡(jiǎn)單，維護量小。

 

7 結語(yǔ)

        本文介紹了雙法蘭差壓變送器在化工裝置的應用，從儀表選型、調試及故障處理等方面進(jìn)行了分析，期望有助于化工裝置如何選用雙法蘭差壓變送器測量物位，使其滿(mǎn)足物位的精que穩定測量的要求，并能#大限度的安全、經(jīng)濟及合理的生產(chǎn)。

 

相關(guān)產(chǎn)品tuijian：雙法蘭液位計