〔摘 要〕介紹煙氣制酸工藝中吹氣式測液位的原理及調試方法，并簡(jiǎn)要概括了該方法適用的工況及安裝過(guò)程的注意事項。
液位是工業(yè)自動(dòng)化控制中重要的檢測及控制參數之一，為確保整個(gè)工藝生產(chǎn)的順利進(jìn)行，對液位的測量必須做到準確可靠。
液位檢測的儀表有很多種， 包括直接式、 差壓式、浮力式、電氣式、超聲波式、雷達液位計以及放射性液位計等 [1] 。 生產(chǎn)過(guò)程中的介質(zhì)工況千變萬(wàn)化，需要根據不同的情況選擇適合且經(jīng)濟的檢測方法。
在二氧化硫煙氣制酸工藝中， shou先要對高溫煙氣進(jìn)行降溫及除塵處理， 通常做法是在噴淋塔內用稀酸噴淋煙氣。 噴淋后產(chǎn)生的液體成分復雜且具有腐蝕性， 因此對于該工況下的液位測量需根據實(shí)際工況進(jìn)行合理的儀表選型。
雷達和超聲波是基于時(shí)間行程原理的測量?jì)x表：波經(jīng)被測對象表面反射后，再被天線(xiàn)接收，波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液面的距離成正比。 從檢測原理可以看出，波在行進(jìn)過(guò)程中不能有異物，否則得到的是虛假液位。 而噴淋塔正常工作時(shí)頂部一直噴液，雷達和超聲波液位計在這種工況下無(wú)法正常工作。 為了避免噴淋的影響，可以在旁邊引旁通管，選用導波雷達進(jìn)行測量。但這種方式也存在缺陷，長(cháng)期使用會(huì )有泥附著(zhù)在導波桿上，導致設備無(wú)法正常使用。
目前，大部分采用帶遠傳膜片的差壓變送器進(jìn)行液位的測量，然而這種測量方式也有一定的局限性。由于遠程膜片需要與介質(zhì)直接接觸，對膜片材質(zhì)有一定的要求，此類(lèi)工況下遠傳膜片的接液材質(zhì)常選用哈氏 C 合金或者鉭。 該方式安裝及調試簡(jiǎn)單，但是成本較高。一些煙氣中還含有氟化氫，經(jīng)噴淋后會(huì )產(chǎn)生腐蝕性極強的氫氟酸，一般材質(zhì)均無(wú)法適用，此時(shí)對膜片材質(zhì)要求更加嚴格。 目前市面上大部分產(chǎn)品都不適用，能適用的產(chǎn)品價(jià)格極其昂貴且使用效果也不理想。
吹氣式法檢測液位不需要和介質(zhì)直接接觸，所有安裝材料及變送器可以選擇普通規格的材質(zhì)，常應用于測量一些高粘度、強腐蝕、易凝固、易結晶介質(zhì)的液位。吹氣法除安裝調試相對復雜一些外，經(jīng)濟實(shí)惠，使用效果也穩定可靠。
1 吹氣式液位檢測法的原理
吹氣式測液位屬于差壓法測液位的一種。 其基本原理如圖 1 所示。由圖 1 所示，吹氣式液位檢測法適用于有壓容器。 壓縮空氣（或者其它氣源，如氮氣）經(jīng)過(guò)濾、減壓后經(jīng)吹氣裝置中的針形閥節流，通過(guò)轉子流量計后經(jīng)三通進(jìn)入差壓變送器和容器內。 當容器中的液體和氣體吹通后（下部吹氣管的末端緩緩均勻地冒出氣泡），差壓變送器的壓力即為液體高度差產(chǎn)生的壓力，由公式 p=ρgh 即可算出液位。如測量常壓容器液位，則取消低壓側的測量管路，差壓變送器的低壓側直接連通大氣即可。
2 調試方法
按照圖 1 進(jìn)行安裝。 在安裝差壓變送器之前，先通入壓縮空氣對整個(gè)管路進(jìn)行吹掃， 將管道里的鐵屑及灰塵顆粒吹掃干凈。 防止有灰塵顆粒進(jìn)入差壓變送器及浮子流量計造成設備損壞。
設備安裝完成后即可調試。 shou先需要檢查測量管路的氣密性， 這是吹氣式液位檢測正常工作的前提。 整個(gè)調試過(guò)程如下：
shou先，關(guān)閉一次閥 XV1 及 XV2 ，關(guān)閉三閥組的高低壓側閥以及平衡閥， 將調節流量大小的針型閥關(guān)閉。接著(zhù)打開(kāi)氣源截止閥，通過(guò)過(guò)濾減壓閥的旋鈕調整氣源進(jìn)氣壓力。 進(jìn)口壓力一般應大于出口壓力2 倍以上 [2] ，出口壓力應根據液位進(jìn)行計算。 隨后緩慢打開(kāi)針型閥，在打開(kāi)針型閥進(jìn)氣的瞬間，浮子流量計將有讀數。如果管路沒(méi)有漏氣，則一段時(shí)間后，浮子流量計的讀數會(huì )變?yōu)榱�，此時(shí)可以進(jìn)行下一步驟。如果浮子流量計讀數無(wú)法回零，說(shuō)明管路漏氣，此時(shí)可將事先準備好的肥皂水噴灑在測壓管路上檢查漏氣點(diǎn)。通常漏氣點(diǎn)在測量管路的連接處，尤其是卡套連接點(diǎn)。為使流量計回零的時(shí)間短，建議測量管路安裝時(shí)盡量短；同時(shí)采用焊接的連接方式，因為卡套式的連接方式容易出現漏氣的情況。
其次，在確定管路沒(méi)有漏氣后，檢查差壓變送器是否正常工作。打開(kāi)三閥組的平衡閥及高低壓側閥，觀(guān)察差壓變送器的讀數是否能夠回零。 此時(shí)差壓變送器高低壓側壓力相等， 讀數回零說(shuō)明差壓變送器正常工作；否則需檢查差壓變送器是否損壞。
#后，調節吹掃空氣流量。關(guān)閉三閥組的平衡閥及高低壓閥，打開(kāi)一次閥 XV1 及 XV2 。 通過(guò)針型閥調節流量，一般流量為 20~40 L /h ，將流量調整在滿(mǎn)刻度的 80% 左右。觀(guān)察底部吹氣管路，當有緩慢氣泡產(chǎn)生時(shí)，打開(kāi)三閥組的高低壓側閥。 此時(shí)，差壓變送器將有讀數，該讀數對應液位值。 #后，調整差壓變送器的量程范圍， 使得該差壓值范圍對應的 4~20mA 信號與上位機的液位范圍一致。 至此，吹氣式液位計便能正常工作。
3 存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施
1 ）液體底部吹氣管路出口由于淤泥的堆積時(shí)常會(huì )發(fā)生堵塞的現象，從而導致設備失效。筆者的經(jīng)驗是： 在工程實(shí)施中通過(guò)在底部開(kāi)一些小孔可以有效避免該情況發(fā)生。 此外，有文獻提到了在底部開(kāi)“ V ”形口， 使得空氣出來(lái)時(shí)呈穩定的小氣泡而不是容易引起測量誤差的斷續大氣泡，同時(shí)還可以降低懸浮顆粒等進(jìn)入吹氣管底部附著(zhù)在管內壁的機會(huì )，從而減少吹氣管堵塞的次數 [3] 。
2 ）由于整個(gè)測量管路正常工作時(shí)接觸的介質(zhì)都是壓縮空氣，所有的安裝材料采用及差壓變送器都不具備防腐能力，一旦腐蝕性的液體進(jìn)入管路將損壞整套設備。 因此容器的上下兩側吹氣連接進(jìn)口都應設置在#高液位以上，如圖 1 所示。這樣可以防止設備檢修或停運時(shí)液體倒灌進(jìn)入測量管路。
3 ）在調試之前，一定先將管路吹掃干凈。浮子流量計的浮子與管壁間隔很小，且具有磁性，很容易吸附管道里的鐵屑從而卡在管壁上無(wú)法上下浮動(dòng)。 如出現這種情況，可將流量計拆卸，用吸鐵石將浮子吸出后擦拭干凈放回即可。
4 ）測量有壓容器的液位，吹氣裝置必須設置兩套，不能共用。
4 結語(yǔ)
甘肅稀土 204 車(chē)間在稀土焙燒尾氣處理項目中采用了 2 套吹氣式液位檢測裝置，均是用于噴淋塔內液位測量。 經(jīng)安裝調試后，設備運行穩定，與現場(chǎng)磁翻板液位計測量結果對比相差很小，基本可以忽略。綜上所述，當工況中介質(zhì)成分復雜，具有強腐蝕性、粘稠、易結晶、易凝固，同時(shí)雷達或超聲波液位計無(wú)法適用的情況下， 建議選擇吹氣法測量液位。 但是，介質(zhì)密度隨工況變化、帶攪拌裝置的容器不適用該方法。在選擇測量方法的時(shí)候，應根據實(shí)際工況選擇合適且經(jīng)濟的測量方法。
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