用于液位測(cè)量的液位計(jì)類型
在儲(chǔ)罐液位測(cè)量中，以下類型的液位計(jì)都有大量的實(shí)際應(yīng)用：
1、浮力液位計(jì)
如浮球液位計(jì)、測(cè)翻板液位計(jì)、浮筒液位計(jì)、浮盤液位計(jì)、浮子液位計(jì)、鋼帶液位計(jì)。這類浮力液位計(jì)具有測(cè)量精度，但現(xiàn)場(chǎng)安裝和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，機(jī)械零部件多，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中日維護(hù)量很大。
2、壓力式液位計(jì)
壓力變送器、單法蘭液位變送器、投入式液位變送器常用于敞口容器液位測(cè)量；差壓變送器、遠(yuǎn)傳雙法蘭差壓變送器常用于密閉容器液位測(cè)量。差壓式液位計(jì)在測(cè)量中容易受介質(zhì)密度和溫度變化的影響，附件維護(hù)量很大；若測(cè)量強(qiáng)腐蝕介質(zhì)液位，則儀表造價(jià)昂貴。
3、微波物位計(jì)
超聲波液位計(jì)、雷達(dá)物位計(jì)、導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)都屬于微波物位測(cè)量?jī)x表，可以用于固體和液體的物位測(cè)量。這些物位計(jì)雖然技術(shù)先進(jìn)，有加高的測(cè)量精度，但對(duì)于儲(chǔ)存輕烴、液氨、液氯等的壓力容器，由于氣相介質(zhì)介電常數(shù)低、揮發(fā)且存在大量液滴，會(huì)吸收和影響電磁波反射，對(duì)微波物位計(jì)液位測(cè)量帶來(lái)干擾，造成物位計(jì)測(cè)量值不穩(wěn)定。
不同液位計(jì)在液氯罐液位測(cè)量中的應(yīng)用
實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。每一種液位計(jì)都有其優(yōu)點(diǎn)和不足，相同工況下不同液位計(jì)的應(yīng)用表現(xiàn)也不盡相同。唐山冀東氯堿有限公司在液氯儲(chǔ)罐液位測(cè)量中進(jìn)行大量應(yīng)用實(shí)踐，工廠儀表專工石振森工程師在本文和大家分享不同種類液位計(jì)在該廠液氯儲(chǔ)罐液位測(cè)量中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。
1、放射性液位計(jì)在液氯儲(chǔ)罐液位測(cè)量中的應(yīng)用
唐山冀東氯堿有限公司在20世紀(jì)80年代采用鈷60放射性液位計(jì)對(duì)液氯儲(chǔ)罐液位進(jìn)行高限位式測(cè)量及報(bào)警。具體應(yīng)用為：在液氯儲(chǔ)罐液位高位點(diǎn)兩側(cè)分別安裝鈷60放射源及接收裝置。放射性液位計(jì)在儲(chǔ)罐滿或不滿狀態(tài)下產(chǎn)生不同放射量，儀表根據(jù)放射量變化判斷儲(chǔ)罐槽液位是否越限并發(fā)出相應(yīng)開關(guān)量報(bào)警信號(hào)。
鈷60放射性液位計(jì)按裝在儲(chǔ)罐外部，不與液氯接觸，無(wú)氯氣泄漏隱患，位式測(cè)量準(zhǔn)確可靠，但放射性液位計(jì)不能實(shí)現(xiàn)液位的連續(xù)測(cè)量監(jiān)控且鈷60放射源易對(duì)儀表檢修工造成人身危害，因而不宜用于生產(chǎn)。
2、頂裝浮球液位計(jì)在液氯儲(chǔ)罐液位測(cè)量中的應(yīng)用
唐山冀東氯堿有限公司在20世紀(jì)80年代又采用頂裝浮球液位計(jì)測(cè)量液氯儲(chǔ)罐液位。頂裝浮球液位計(jì)自頂部插入液氯儲(chǔ)罐內(nèi)部，當(dāng)液氯儲(chǔ)罐內(nèi)液位變化時(shí)，浮球隨液面變化沿測(cè)量導(dǎo)管上下浮動(dòng)，通過(guò)防腐浮球內(nèi)的磁鋼不斷吸合不同位置的干簧管繼電器，由指示器顯示出液面的位置。
頂裝浮球液位計(jì)在使用初期效果良好，但隨著時(shí)間的推移，其弊端也逐漸呈現(xiàn)出來(lái)：頂裝浮球液位計(jì)測(cè)量時(shí)需要與液氟接觸，容易出現(xiàn)氟氣泄漏；現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境腐蝕性強(qiáng)，干簧管繼電器測(cè)量桿常常因腐蝕而出現(xiàn)脫焊，故障率非常高，維修工作量大，影響正常生產(chǎn)；液氯內(nèi)所帶酸泥在浮球鋼管上附著，造成浮球移動(dòng)卡頓甚至卡死，致液位計(jì)浮球不能正常跟隨液位變化位移，產(chǎn)生虛假液位而影響工藝生產(chǎn)操作，因而也不能完全適用液氯儲(chǔ)罐液位測(cè)量。
3、電容式物位計(jì)在液氯儲(chǔ)罐液位測(cè)量中的應(yīng)用
唐山冀東氯堿有限公司在20世紀(jì)90年代后期改用電容式物位計(jì)測(cè)量液氯儲(chǔ)罐液位。電容式物位計(jì)從液氯儲(chǔ)罐頂部插入，物位計(jì)變化的電容和儲(chǔ)罐中液氯液位的變化高度成一定比例，利用這一原理實(shí)現(xiàn)對(duì)液氯儲(chǔ)罐液位的連續(xù)測(cè)量。
電容物位計(jì)可以滿足對(duì)液氯儲(chǔ)罐液位的連續(xù)測(cè)量，但有以下缺點(diǎn)：電容物位計(jì)測(cè)量電極需要插入液氯儲(chǔ)罐，安裝或拆卸時(shí)易發(fā)生氯氣泄漏，危及人身安全；電容物位計(jì)工作一段時(shí)間后，液氯所帶酸泥會(huì)粘附在電容物位計(jì)內(nèi)、外電極中間，造成電容量變化，使測(cè)量產(chǎn)生很大誤差；因氯氣的劇毒性，故障儀表不可隨時(shí)拆卸維修，造成儀故障表長(zhǎng)期無(wú)法修復(fù)。由于上述原因，電容物位計(jì)在使用一段時(shí)間后被逐漸淘汰。
4、側(cè)裝磁翻板液位計(jì)在液氯儲(chǔ)罐液位中的應(yīng)用
唐山冀東氯堿有限公司在2003年又嘗試使用進(jìn)口側(cè)裝磁翻板液位計(jì)，側(cè)裝磁翻板液位計(jì)采用測(cè)量管與儲(chǔ)罐連接，測(cè)量管內(nèi)裝有磁浮子，管外由雙色瓷輥并排組合成指示計(jì)，磁浮子隨液氯液位變化而上下移動(dòng)，帶動(dòng)磁輥轉(zhuǎn)動(dòng)，磁輥因此改變顏色指示液位。
側(cè)裝磁翻板液位計(jì)使用初期階段的效果良好，由于指示器與介質(zhì)完全隔離，克服了腐蝕造成的影響；磁浮子密封在測(cè)量管內(nèi)，消除了氯氣泄漏隱患，保證了安全；側(cè)裝磁翻板液位計(jì)測(cè)量、指示準(zhǔn)確可靠，故障率非常低，對(duì)生產(chǎn)影響小。缺點(diǎn)是測(cè)量管壁結(jié)冰，長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)液氯所帶酸泥也會(huì)造成磁浮子卡頓或卡死，產(chǎn)生測(cè)量誤差，嚴(yán)重影響工藝生產(chǎn)操作，因而也不能完全適用液氯儲(chǔ)罐液位測(cè)量。
5、外測(cè)液位計(jì)在液氯儲(chǔ)罐液位測(cè)量中的應(yīng)用
唐山冀東氯堿有限公司2005年在1個(gè)儲(chǔ)罐上開始試用外測(cè)液位計(jì)測(cè)量液位。
A、外測(cè)液位計(jì)工作原理
外測(cè)液位計(jì)為智能化現(xiàn)場(chǎng)變送器式儀表，外測(cè)液位計(jì)隔爆主機(jī)是安裝在液氯儲(chǔ)罐附近，外測(cè)液位計(jì)測(cè)量頭緊貼在容器外壁上，靠檢測(cè)容器壁上的微小機(jī)械振動(dòng)，變?yōu)殡娦盘?hào)傳入外測(cè)液位計(jì)隔爆主機(jī)，對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理后，變?yōu)閿?shù)字信號(hào)送入CPU。儀表主機(jī)對(duì)測(cè)量頭得到的各種不同模式的振動(dòng)波進(jìn)行濾波、識(shí)別，除去與液位變化無(wú)關(guān)的信號(hào)，并利用專門的軟件對(duì)該信號(hào)的波形進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，采用人工智能算法對(duì)其進(jìn)行分析，從而計(jì)算出液面高度。因此，外測(cè)液位儀是從罐外連續(xù)、精確地測(cè)量罐內(nèi)的液位高度，完全不接觸罐內(nèi)的液體和氣體，實(shí)現(xiàn)了真正的隔離測(cè)量。
B、外測(cè)液位計(jì)優(yōu)點(diǎn)
外測(cè)液位計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
①可用于最苛刻的環(huán)境?？蓽y(cè)量任何壓力的液體；可測(cè)量毒性最劇烈的液體；可測(cè)量腐蝕性最強(qiáng)的液體；可測(cè)量絕對(duì)無(wú)菌或極高純度的液體。
②使用安全。在測(cè)量有毒害、有腐蝕、有壓力、 易燃易爆、易揮發(fā)、易泄漏的液體時(shí)，由于測(cè)量頭和儀表都在容器外，在進(jìn)行安裝、維修、維護(hù)操作時(shí)，操作人員不接觸罐內(nèi)的液體和氣體，非常安全。即使在儀表?yè)p壞或維修狀態(tài)下，也絕不會(huì)發(fā)生泄漏現(xiàn)象。
③符合環(huán)保要求。既不泄漏液體，也不泄漏氣體，不污染環(huán)境，屬綠色環(huán)保儀表。
④安裝和維護(hù)最方便、最經(jīng)濟(jì)。由于該液位儀不需在容器上開孔，不用法蘭盤，不用連通管，所以安裝和維護(hù)十分方便。外測(cè)液位儀，在安裝和使用時(shí)，不需要人工校準(zhǔn)，非常方便。
⑤可靠性高、使用壽命長(zhǎng)。由于該液位儀測(cè)量頭和儀表內(nèi)無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，并經(jīng)嚴(yán)格密封，與外界隔離，不會(huì)產(chǎn)生磨損或腐蝕，十分耐用可靠，維護(hù)工作量極小。
⑥測(cè)量精確。外測(cè)液位儀可不斷地自動(dòng)校準(zhǔn)，保證最高的測(cè)量精度。此外，外測(cè)液位儀分為溫度補(bǔ)償型，其測(cè)量精度達(dá)1%；自校準(zhǔn)型，測(cè)量精度達(dá)0.2%。其中，自校準(zhǔn)型液位儀不需人工校準(zhǔn)。
C、外測(cè)式液位計(jì)缺點(diǎn)
①外測(cè)式液位計(jì)仍有一些不足，儀表本身有測(cè)量死區(qū)，在容器底部200mm以內(nèi)外測(cè)式液位計(jì)只能顯示低位報(bào)警而無(wú)法指示出準(zhǔn)確的液位數(shù)值。由于該公司的液氯儲(chǔ)罐液位測(cè)量監(jiān)控主要是要保證高位準(zhǔn)確監(jiān)控，所以這一缺陷并不影響正常使用。
經(jīng)過(guò)分析對(duì)比，認(rèn)為從安全生產(chǎn)及維護(hù)工作角度來(lái)看，外測(cè)式液位計(jì)是目前最適合于液氯儲(chǔ)槽液位測(cè)量的儀表，經(jīng)過(guò)唐山冀東氯堿有限公司近一年的使用，效果良好。
②外測(cè)式液位計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于安裝方便，不會(huì)存在氯氣泄漏和儀表被腐蝕的隱患。據(jù)其他石化工廠現(xiàn)場(chǎng)反映：外測(cè)式液位計(jì)用過(guò)一段時(shí)間也會(huì)發(fā)生測(cè)量故障，主要由于粘貼介質(zhì)和間隙變化引起的，這是個(gè)普遍問題。這也是音叉限位開關(guān)能夠避免的問題。所以，外貼式超聲波液位儀表應(yīng)用的最大障礙就是需要做到安裝后的長(zhǎng)期全天候運(yùn)行，這是個(gè)技術(shù)問題。另外，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問題的儀表，供應(yīng)商要及時(shí)響應(yīng)和解決問題，這是服務(wù)問題。
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文章作者：石振森，文章內(nèi)容源自作者《液氯儲(chǔ)罐液位測(cè)量方法的比較》論文
