摘要：差壓液位計由于穩定性好, 重量輕, 測量范圍寬, 無(wú)活動(dòng)部件等優(yōu)點(diǎn)廣泛應用于石油化工行業(yè)。文章根據本人的維修工作經(jīng)歷, 通過(guò)對引起差壓液位計失準或故障的幾種情況進(jìn)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的液位改變時(shí), 由液位產(chǎn)生的靜壓也相應變化。設容器的底部壓力為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(shí)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(jìn)行計算液位計的測量范圍上限值。

    地衣種方法:根據密度隨溫度變化的修正公式進(jìn)行推算。

    式中:α為油品密度的平均溫度校正系數。

    通過(guò)查閱《石油密度溫度系數表》, 得知密度為0.95g/cm3的油品, 其平均溫度校正系數為0.00056, 代入公式后ρ270=0.95-0.00056 (270-20) =0.81g/cm3。

    然后根據△P=ρgH計算出差壓液位計的測量范圍上限值。

    第二種方法:根據現場(chǎng)液位計的讀數變化量和差壓計測到的差壓△P變化量, 反推出當時(shí)工況下的密度。

    例如, 從初底現場(chǎng)液位計觀(guān)察, 實(shí)際液位升了0.5m, 同時(shí)差壓計檢測到的差壓升了4.1 kPa, 那么根據公式△P=ρgH, 可推算出實(shí)際工況下的初底油密度為0.837g/cm3。然后根據△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(jìn)行采樣分析的, 由于原油進(jìn)裝置后經(jīng)過(guò)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(lái)的密度#接近真實(shí)值, 我們在實(shí)際維護過(guò)程中, 較多的是采用第二種方法進(jìn)行密度推算, 而且效果較好。

2.2 引壓管內的介質(zhì)發(fā)生凝固引起的失準

    某石油公司改性瀝青反應器、預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。根據市場(chǎng)情況改性瀝青采用間隙式生產(chǎn)方式。當裝置停下來(lái)時(shí), 容器底至液位計接液法蘭之間的瀝青就會(huì )慢慢凝固。在重新生產(chǎn)的時(shí)候, 由于這段管內的瀝青無(wú)法及時(shí)熔化, 導致壓力無(wú)法傳達, 造成液位計失準, 極易導致誤操作。我們通過(guò)對實(shí)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(mǎn)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的介質(zhì)發(fā)生凝固引起的失準問(wèn)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(jìn)入引壓管導致液位計失準

    出現上述情況, 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(mén)內漏, 導致隔離液漏掉。排液螺釘松動(dòng)除了人為擰不緊的原因外, 還可能由于振動(dòng)或熱脹冷縮的原因造成, 所以對差壓液位計巡檢時(shí)要特別留意排液螺釘處有無(wú)滲漏。此外, 為了避免或減少閥門(mén)內漏的情況出現, 在裝置停工大修期間, 應對測量管路中的承插焊閘閥進(jìn)行打水壓測試, 發(fā)現有內漏的閥門(mén), 及時(shí)更換。有些廠(chǎng)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(wú)法發(fā)現微漏的閥門(mén)。

2.4 差壓液位計放大板故障

    出現這種故障的原因有電子元件老化、變送器接線(xiàn)盒進(jìn)水等。出現這種故障時(shí)需更換變送器的放大板 (圖2) 。更換放大板后需重新設置差壓液位計的測量范圍上限、下限、測量單位等參數。

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(shí)間長(cháng)了, 會(huì )導致膜盒穿孔, 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, 出現液位計讀數逐漸偏大的故障。拆檢發(fā)現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(cháng)期有油覆蓋, 反而沒(méi)有穿孔。導致液位計顯示偏大。為避免出現這種情況, 應定期拆檢膜盒。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(méi)問(wèn)題, 連接方式也是正確的。后經(jīng)排查發(fā)現由于安全柵的原因, 導致供給變送器的電源電壓嚴重偏低, 只有11.2V, 出現這種情況需要更換安全柵。但由于暫無(wú)安全柵可換, 只好在機柜室利用24V開(kāi)關(guān)電源對變送器進(jìn)行臨時(shí)供電, 修改好該差壓液位計的參數后再恢復安全柵接線(xiàn)。

3 結語(yǔ)

    差壓液位計廣泛應用于石油化工行業(yè), 雖然引起差壓液位計失準或故障的原因有多種, 但只要根據實(shí)際情況進(jìn)行認真分析, 就能找到解決方法, 及時(shí)排除故障, 確保差壓液位計為生產(chǎn)過(guò)程提供穩定、準確的液位動(dòng)態(tài)數據。