液硫池的液位测量,一直以来由于液硫具有黏度大且易凝固、结晶等特性,在设计中普遍推荐选用雷达液位计测量其液位,但应用效果不理想。

1.雷达液位计应用

1.1雷达液位计优点。

  雷达液位计技术先进,采用一体化设计,无可动部件,不存在机械磨损,采用非接触式测量,不受槽内液体的密度、浓度等物理特性的影响,使用寿命长;雷达液位计测量时发出的电磁波能够穿过真空,不需要传输媒介,在实际应用中,大部分介质都能反射足够的反射波,几乎能用于所有液体的液位测量;雷达液位计参数设定方便,可用液位计上的简易操作键进行设定,但实际功能丰富,维护需要经过专门培训。

1.2雷达液位计缺点。

  雷达液位计能否正确测量,依赖于反射波的信号。因此,对安装位置要求甚严,如果被测介质液面不能将电磁波反射回雷达天线或在信号波的范围内有干扰物反射干扰波给雷达液位计,雷达液位计都不能正确反映出实际液位。在硫磺装置运行过程中,由于液硫池介质的特点,雷达液位计天线表面经常出现硫蒸气结晶挂料,使得雷达反射波受到干扰,液位计测量受到严重影响。为除去此类干扰反射波的影响,保证准确测量,需要仪表维护人员经常拆装清理天线上的硫蒸气结晶物。仪表维护工作量大、作业频繁,且作业现场有大量硫化氢气体泄漏,因而大幅增加了维修人员现场作业的危险性。液硫池液位的长期无法正常测量严重影响了装置的正常运行,因此虽然雷达液位计技术先进,但不宜应用在液硫池这种场合。

因此现常用吹气式液位计。

2.吹气式液位计

2.1测量原理

  吹气式液位计是应用静压平衡原理测量液位,如图1所示。
图1 吹气式液位计工作原理示意
  图1中,净化风空气(稳定的压力,宜用仪表风)经过过滤减压阀后,再经定值器输出一定的压力,经节流元件后分两路:一路进到安装在容器内的导管,由容器底部吹出;另一路进入压力计进行指示。当液位最低时,气泡吹出没有阻力,背压为为零,压力计指示零;当液位增高时,气泡吹出要克服液柱的静压力,背压增加,压力指示增大。因此,背压即压力计指示的压力大小,反映了液面的高低。
  用差压变送器测量液位时,如图2所示。净化后的压缩空气经过减压阀后,进入恒流器(限流孔板),再经转子流量计,以一定流量均匀地送入吹气测量管,当长吹气测量管内气体压力高于其下端到液面的液柱静压时,该吹气测量管下端便连续不断地吹出气泡。由于吹气量很小,在忽略管道阻力等其他影响因素的情况下,可以认为差压变送器的高压腔所受的压力等于长吹气测量管内的压力。由于另外一个吹气测量管插入较浅且不和液体接触,虽然有一定流量的气体通过,在忽略了管道阻力等影响因素的情况下,差压变送器低压腔所受的压力等于大气压力(测量环境在常压时),即不受压力。因此,差压变送器所测量的差压值Ap等于长吹气测量管下端到液面的液柱静压值。
图2 差压变送器测量液位工作原理示意
液位计算:
h=△p/ρg
式中:△p ——变送器的差压;ρ——液体密度;h——液位高度。被测液体的液位与差压变送器的差压测量值呈线性关系。

2.2吹气式液位计应用优势

1)由于吹气式液位计将压力检测端移至顶部,其使用维修都很方便,因此很适用于像液硫池之类地下储罐等场合。
2)吹气测量管不易堵塞,如果出现堵塞的情况只需将气源开大即可解决,如果把吹气测量管换成蒸汽夹套管,基本上就解决了堵塞的问题,不会出现雷达液位计天线上硫蒸气结晶、挂料影响测量的问题。
3)吹气式液位计结构简单、价格低廉、维护简单方便无需专门培训、工作量小,在安全生产和维护方便方面具有很大的优势。

2.3吹气式液位计应用方面的不足

吹气式液位计在硫磺装置液硫池上应用也有一些不足之处:
1)因是吹气式测量,大多数情况下需要有连续的空气流或气体流,因而要消耗部分气体。由于吹气测量管与介质接触,故要求吹气测量管要耐介质腐蚀,并且在停气时要注意避免介质引入变送器。在装置停工和停气时,还要避免吹气测量管线的堵塞。
2)吹气测量管的长管管口应距离设备底部5~10 cm,以利于吹气测量管中气泡的逸出,这部分的高度为液位测量的盲区。当实际液位处于盲区时,将无法根据该液位计来判断液位。
3)由于吹气压力、流量、介质温度、密闭容器的压力等因素对测量精度有影响,因而需要合理地选择吹气流量、吹气压力、工作压力等参数值的范围,以满足吹气装置精度、稳定性的要求。

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最后修改:2025 年 01 月 02 日
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