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ELL外测式液位计在氢氟酸储罐上的实际应用

  1 引言

  安全环境保护已经越来越受到人们的重视,我们在发展化工生产的同时,也将安全环境保护列为一项重要的基本方针,在氢氟酸储罐的液位测量中,有选用双法兰液位变送器、雷达液位计、浮球液位计等,但这些仪表有共同的特点,都必须跟介质接触,因氢氟酸有很强的腐蚀性,故这些仪表的使用时间短维修很不方便,采用外测式液位计能克服以缺陷。

  2 测量介质简介

  我公司全称泰州青松致冷新材料有限公司,主要产品为F32和F152A等新型致冷剂氢氟酸是F32和F152A生产过程中的主要原料,HF对皮肤有强烈刺激性和腐蚀性。氢氟酸的氢离子对人体组织有脱水和腐蚀作用,而氟是最活泼的非金属元素之一。皮肤与氢氟酸接触后,氟离子不断解离而渗透到深层组织,溶解细胞膜,造成表皮、真皮、皮下组织乃至肌层液化坏死。氟离子还可干扰烯醇化酶的活性使皮肤细胞摄氧能力受到抑制。估计人摄入1.5g 氢氟酸可致立即死亡。吸入高浓度的氢氟酸酸雾,引起支气管炎和出血性肺水肿。氢氟酸也可经皮肤吸收而引起严重中毒。泄漏到空气中会灼伤人体皮肤、组织和眼睛,甚至造成死亡。

  近年来,我公司一直把安全环保放在首位,引进杜邦的安全环保理念,加强化工生产的过程控制,大量引进先进的测量仪表和控制系统,提高化工生产的自动化水平,减轻操作人员的劳动强度,要求在各种介质储罐监测仪表中,选用可靠性、稳定性高维修量小的仪器仪表,确保稳定生产。以下就我公司在氢氟酸储使用的液位测量仪表----外测液位计进行详细介绍

  3 ELL型环保液位计在我公司使用情况

  3.1 引进ELL环保型外测液位计的由来

  原A/B/C氢氟酸储罐采用的都是衬氟浮球液位计测量,2007年A氢氟酸储罐上的衬氟浮球液位计因腐蚀,不能准确指示液位高度,由于液位计与设备直连接,液位计无法从设备上拆下来,不能在线拆检更换,在这种情况下,引进了外置型液位计,不用开孔,直接安装,至今运行5年,运行一直很稳定。后来又紧急购置了2台ELL外置型液位计,安在了B、C两储罐上,同时在A储罐双表齐用,两块仪表趋势一致,至今液位计运行良好。(见图1,为两块表的工作曲线)到目前我厂已使用了4块此种类型液位计。就此分析有害介质储罐用外置式液位计最环保、最安全。

  3. 2 外置式液位计原理

  外置式液位计是利用液体本身的振动而产生的微小振动波,此振动波利用变送器处理后得到液位特征量,计算公式如下:

  h=h(f(a,t)y) (1)

  a-液体特征系数  t-液体温度 y-振动波形的液位特征量

  该仪表主要分两部分,一是测量头,一是主机。测量头直接吸附在容器壁外侧,负责收集信息;主机安装在被测容器旁,负责分析计算。测量头与主机之间用电缆连接,主机表头配有接线盒(易燃易爆场所配有隔爆型接线盒)分别连接来自液位及温度测量头、主机和控制室的信号及电源电缆。主机供电为DC24V,4~20mA隔离标准输出,可与DCS系统配套使用,仪表设定采用专用磁笔,从仪表透明窗外操作五个磁性键,输入各种参数。

  3.3 外置式液位计性能特点

  ELL(ELL-FI-E型和ELL-FI-AE型)系列外测液位仪从罐外连续、精确地测量罐内的液位,完全不接触罐内的液体和气体,实现了真正的隔离测量。

  3.3.1 测量范围宽,可达30米,测量精度高,可达设定满量程的±0.1%

  3.3.2 可用于最苛刻的环境:可测量任何压力的液体,可测量剧毒的液体,可测量腐蚀性最强的液体,可测量要求无菌的或高纯度的液体,可测量易燃、易爆,易泄漏,易污染液。

  3.3.3 安全

  在测量有毒害、有腐蚀、有压力、易燃易爆、易挥发、易泄漏的液体时,由于测量头和仪表都在容器外,所以安装、维修、维护操作时不接触罐内的液体和气体,非常安全。即使在仪表损坏或维修状态下,也绝无引起泄漏的可能。

  3.3.4 环保

  既不泄露液体,也不泄露气体,决不污染环境,是绿色环保仪表。

  3.3.5 方便

  安装时不必在容器上开孔,不用法兰盘,不用连通管,可以不必动火,随时安装调校,不必停产,只需将测量头从容器外用测量头专用的磁性固定器或粘合剂固定在容器外壁,经过简单的接线,即可测量,安装、维修最方便、最经济。同时可自动进行参数校准,自动运算温度补偿系数,无论环境温度、液体温度或者被测液体成分如何变化,仪表始终保证具有较高的测量精度。

  3.3.6耐用可靠,测量头和仪表中无机械运动部件,并严格密封,与外界隔离。不会磨损或腐蚀,十分耐用可靠。维护工作量很小 。

  3.3.7与其他类型液位计的性能比较

序号

仪表类型

主要特点

缺点

安装方式

价位

1

超声波液位计

不与介质直接接触,只接触气相部分

精度比较低,不可以测量压力容器,不能测量挥发性介质

顶部安装,设备需开孔

中等

2

射频导纳液位计

可以测量界面

不易校准,测量介质不能粘稠,否则探头挂料影响测量精度

设备顶部开孔

中等

3

磁翻板液位计

直观,安装方便

磁球容易卡死,造成无法远传指示

与设备相连,需要开孔

低等

4

差压式液位计

普及范围广,容易校准

与介质密度变化联系密切,测量腐蚀性介质时,对仪表膜盒材质要求很高

设备需要开孔

中下等

5

γ射线液位计

与介质非接触式测量,精度高

核辐射对人体伤害,不适用于大直径容器

设备不用开孔

高等

6

浮球液位计

与介质直接接触,浮球密封要求要严格

不能测量粘性介质

设备顶部开孔

低等

7

外测式液位计

完全非接触式测量,可用于苛刻环境,安装方便,便于维护

介质粘度<30mpa.s,介质不能含大量气泡

设备不用开孔

中等

3.3.8外置式液位计的使用范围

适用因素具体要求液体粘度动力粘度<30mpa.s液体纯净度不能悬浮大量的固体和沉积大量泥沙,不能有大量气泡液体温度零下50℃至250℃  容器材质可以能够良好的传递振动的硬制材质,如碳钢、不锈钢、玻璃钢、环氧树脂、铝等容器壁夹层或衬层无软衬层或气体夹层,如为多层材料,则层间应紧密接触,无气泡,且该处容器壁的内、外表面应平整容器形状球罐、立式容器、卧式容器结构容器内如有搅拌器,需要加防波管、转向管容器压力对测量没有影响  探头安装位置罐底部要有300mm*300mm*200mm的空间最低液位200mm最高测量液位30m  环境温度0至95℃防爆要求ExdⅡBT6隔爆

 

3.3.9外置式液位计可测量的介质

丙烯液化石油气液氯乙烯液氨液态氯化氢正丁烷丙烷丁二烯丁烷丁烯硫化氢戊烷异丁烯氟化氢甲醇汽油甲氨丙酮柴油乙醛乙醇液碱三氯乙烯煤油邻二甲苯乙醚酸性水

 

3.4外置式液位计与其它类型液位计相比优越性

  最大优越性体现在环保、安全,外置式液位计操作简单,维护方便,智能环保。
抗电器干扰能力极强,对于罐上的电机振动、进液冲击等各种干扰均不影响仪表测量。
近年来,随着确定性通讯技术和环境适应性等关键问题的突破,工业自动化系统正在逐步统一到工业以太网,易于与Internet连接。目前外置式液位计就有新型产品即将投入市场——ELL-FI-H型网络式高性能外侧液位计,在此我简单介绍一下,以帮助兄弟单位加以了解,见下表

表1 ELL-FI-H型液位计最大特点

1、盲区很小,而且与量程无关,盲区大小只与被测液体特性有而与量程大小无关

2、供电:在原来直流24v的基础上新增加了交流85-265VAC

3、输出:在原来4-20mA的基础上新增加:MODBUS现场总线;MODBUS/TCP工业以太网;HART协议

 

 

表2 网络式高性能外侧液位计(ELL-FI-H)与其他液位计(ELL-FI-AE/SE)比较

名称

网络式高性能外侧液位计ELL-FI-H

ELL-FI-AE及ELL-FI-SE外置式液位计

盲区

小盲区:66-270mm(若是罐壁腐蚀严重或沉积物较多的旧罐,盲区会略大于此值),与量程无关

盲区为量程的10%

供电

24VDC;85-265VAC两种供电方式

24VDC

输出

4-20mA MODBUS现场总线 MODBUS/TCP以太网 HART协议

只有4-20mA一种输出方式

  3.5引进外测式液位计对我厂带来的好处

  自从引进了ELL型外置式液位计,从仪表维护量上大大减轻了负担,不用担心仪表的精度;不用担心由于仪表的原因造成介质的泄漏甚至会造成系统停车;安装方便、维护简单、操作容易,只需定时检查探头的密封油即可。

  3.6智能外测式液位计的发展趋势

  对氢氟酸、液氯、氯乙烯、丙烯、液化石油气等不同介质和行业,各类液位计的应用比例和市场份额各不相同,但随着人们对环保意识的加强,经济突飞猛进的发展,这种智能外置型液位计会越来越受人们的青睐,尤其在易挥发性、有毒有害介质储罐更显示它的优越性,不久的将来外置型液位计将会成为环保仪表行列的佼佼者,同时因实现以太网控制,更会成为工业控制网络中新型仪表发展的领头羊。

  3.7建议

  ELL型外置式液位计,可同时检测介质储罐的壁温,实现自动校准,建议厂家在此基础上将温度信号同时引出,具有2路输出,这样可以实现液位、温度同时进行实时测量,给用户节约资金,也方便了用户。

  作者简介,高奉林、1964年7月出生、性别:男、籍贯:泰州,职称:工程师、学历:大专



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