0 引言

        雙法蘭差壓變送器是石油、化工和石化生產(chǎn)過程中應(yīng)用十分廣泛的液位測(cè)量?jī)x表，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精que度高、線性好、便于安裝與維護(hù)、易于組合成控制系統(tǒng)，用于連續(xù)或間歇生產(chǎn)過程的塔、罐、槽等容器的液位連續(xù)測(cè)量和界位測(cè)量。雙法蘭差壓變送器主要用于測(cè)量具有腐蝕性、黏度大、易結(jié)晶、低凝固點(diǎn)液位的被測(cè)介質(zhì)。

 

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

        標(biāo)準(zhǔn)的雙法蘭差壓變送器包括下列部件 ：法蘭盤、毛細(xì)管、安裝支架、測(cè)量表頭

1.1 法蘭盤

        法蘭盤用于將儀表與工藝設(shè)備進(jìn)行連接，同時(shí)法蘭盤膜盒部分用于壓力的測(cè)量。法蘭盤有尺寸、壓力等級(jí)要求，其尺寸與法蘭磅級(jí)應(yīng)與工藝設(shè)備相符。

1.2 毛細(xì)管

        毛細(xì)管用于連接法蘭盤與測(cè)量表頭，管內(nèi)填充硅油，起到壓力傳遞的作用。

1.3 安裝支架

        安裝支架屬于標(biāo)準(zhǔn)件，可以將測(cè)量表頭安裝固定至現(xiàn)場(chǎng)保溫保護(hù)箱或安裝支架。

1.4 測(cè)量表頭

電氣連接、電路板和可選的液晶顯示頭式測(cè)量表頭的組成部分。

        (1) 電氣連接。 提供1/2NPT 的標(biāo)準(zhǔn)電氣接口，用于4 ～20mA 等其它信號(hào)的連接，大部分的表頭左右各分部1 個(gè)連接口，方便現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝過程中的位置調(diào)整。(2) 電路板。 電路板位于測(cè)量表頭內(nèi)部，與測(cè)量表頭使用排線連接，根據(jù)工作需要可進(jìn)行拆卸。(3) 液晶顯示頭。用于現(xiàn)場(chǎng)顯示實(shí)時(shí)測(cè)量值，可根據(jù)實(shí)際需要顯示不同的單位標(biāo)示( 使用HART 手操器進(jìn)行內(nèi)部參數(shù)修改)，便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過程中的與工藝就地液位計(jì)進(jìn)行數(shù)值對(duì)比。

 

2 選型注意事項(xiàng)

2.1 確定壓力變送器的型號(hào)

        壓力變送器的型號(hào)確定是指測(cè)量表頭的型號(hào)確認(rèn)，其確認(rèn)過程中需根據(jù)測(cè)量壓力范圍、輸出方式(4 ～20mA 帶HART協(xié)議或Profibus 等方式)、過程法蘭類型、毛細(xì)管連接形式、是否帶液晶表頭等參數(shù)進(jìn)行型號(hào)選擇。其中是否帶液晶表頭的選擇要根據(jù)變送器使用環(huán)境溫度，若使用環(huán)境溫度過低( 零下25℃以下)，則不建議帶液晶表頭，因?yàn)楦鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，環(huán)境溫度過低則液晶顯示屏將無(wú)法顯示。

 

2.2 確定膜片密封件組件型號(hào)

        膜片密封件組件型號(hào)確定是指法蘭盤及毛細(xì)管的型號(hào)確認(rèn)，其確認(rèn)過程中需根據(jù)膜片密封件類型、密封件位置、毛細(xì)管充罐液、毛細(xì)管連接長(zhǎng)度等參數(shù)進(jìn)行型號(hào)選擇。其中毛細(xì)管充罐液要根據(jù)測(cè)量介質(zhì)的溫度進(jìn)行選擇，若充罐液選擇不當(dāng)，則可能造成雙法蘭差壓變送器在使用過程中無(wú)法適應(yīng)測(cè)量介質(zhì)溫度，導(dǎo)致儀表無(wú)法正常精que測(cè)量。

 

3 安裝注意事項(xiàng)

        (1) 雙法蘭差壓變送器安裝位置應(yīng)易于維護(hù)，便于觀察，且靠近取壓部件。(2) 雙法蘭差壓變送器安裝要考慮毛細(xì)管長(zhǎng)度的限制。(3) 雙法蘭差壓變送器安裝過程中毛細(xì)管的彎曲半徑應(yīng)大于50mm。(4) 雙法蘭差壓變送器安裝過程中要注意法蘭盤墊片與膜盒之間不能出現(xiàn)擠壓，以免影響壓力正常測(cè)量和傳遞。(5) 雙法蘭差壓變送器的毛細(xì)管應(yīng)采取保護(hù)固定。懸空部分應(yīng)使用40( 或50) 角鋼進(jìn)行固定，防止因大風(fēng)等外部環(huán)境造成毛細(xì)管晃動(dòng)影響壓力測(cè)量和傳遞。(6) 雙法蘭差壓變送器的毛細(xì)管應(yīng)有絕熱措施。在選型過程中為滿足測(cè)量介質(zhì)溫度要求，毛細(xì)管充罐液分為低溫充罐液和高溫充罐液，因此必須對(duì)毛細(xì)管采取一定的絕熱措施，防止因外部環(huán)境溫度的變化影響毛細(xì)管充罐液的相態(tài)導(dǎo)致壓力測(cè)量偏差。(7) 雙法蘭差壓變送器若安裝在室外應(yīng)考慮配套儀表保溫保護(hù)箱，將變送器測(cè)量表頭安裝至保溫保護(hù)箱內(nèi)，保證測(cè)量表頭電路板及液晶顯示屏的使用溫度要求并滿足儀表防護(hù)要求。

 

4 調(diào)試方法

零點(diǎn)遷移

        在使用差壓變送器測(cè)量液位時(shí)，一般來(lái)說(shuō)，其壓差Δp 與液位高度H 之間有如下關(guān)系

        Δp=Hρg(4-1)

        這就屬于一般的“無(wú)遷移”情況。當(dāng)H=0 時(shí)，作用在正、負(fù)壓室的壓力是相等的。但是雙法蘭差壓變送器在實(shí)際應(yīng)用中，往往H和Δp 之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系不那么簡(jiǎn)單。例如圖1 所示， 雙法蘭差壓變送器測(cè)量密閉容器物位。若被測(cè)介質(zhì)密度為ρ 1 ，雙法蘭差壓變送器毛細(xì)管充罐液密度為ρ 2 ( 通常ρ 2 >ρ 1 )，這時(shí)正、負(fù)壓室的壓力分別為

        p 1=h1 ρ 2 g+Hρ 1 g+p 0 (4-2)

        p 2=h2 ρ 2 g+ p 0 (4-3)

        正、負(fù)壓室間的壓差為

        p 1-p2 = h 1 ρ 2 g+Hρ 1 g- h 2 ρ 2g

        即 Δp= Hρ 1 g-(h 2 - h 1)ρ2 g(4-4)

 

        式中;Δp 為變送器正、負(fù)壓室的壓差 ；H 為被測(cè)液位的高度 ；h 1 為正壓室取壓閥到變送器的高度 ；h 2 為負(fù)壓室取壓閥到變送器的高度。

將式(4-4) 與式(4-1) 相比較，就知道這是差壓減少了(h2 - h 1)ρ2 g 一項(xiàng)，也就是說(shuō)，當(dāng)H=0 是，Δp=-(h 2 - h 1)ρ2 g，對(duì)比無(wú)遷移情況，相當(dāng)于在負(fù)壓室多了一項(xiàng)壓力，其固定數(shù)值為(h2 - h 1)ρ2 g。假定采用的是DDZ- Ⅲ型差壓變送器，其輸出范圍為4 ～20mA 的電流信號(hào)。

 

        在無(wú)遷移時(shí)，當(dāng)H=0,Δp=0, 這是變送器的輸出I 0 =4mA ；當(dāng)H=H max ，Δp=Δp max ，這時(shí)變送器輸出I 0 =20mA. 但是有遷移時(shí)，根據(jù)式(4-4) 可知，由于有固定的差壓的存在，當(dāng)H=0 時(shí)，變送器的輸入小于0，其輸出必定小于4mA ；當(dāng)H=H max 時(shí)，變送器的輸入小于Δp max ，其輸出必定小于20mA。為了使儀表的輸出能正確反映出物位的數(shù)值，也就是使物位的零值與滿量程能與變送器輸出的上、下限值相對(duì)應(yīng)，必須設(shè)法抵消固定壓差(h 2 - h 1)ρ2 g 的作用，使得當(dāng)H=0 時(shí)，變送器的輸出仍然回到4mA，而當(dāng)H=H max 時(shí)，變送器的輸出能為20mA。

 

        根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，采用零點(diǎn)遷移的方法就能夠達(dá)到此目的，即通過HART 手操器等標(biāo)準(zhǔn)儀器調(diào)整變送器的測(cè)量下限，以抵消固定壓差(h 2 - h 1)ρ2 g 的作用。

 

        這里HART 手操器等標(biāo)準(zhǔn)儀器的作用，其實(shí)質(zhì)是改變變送器的零點(diǎn)。遷移和調(diào)零都是使變送器的起始值與被測(cè)值相對(duì)應(yīng)，只不過零點(diǎn)調(diào)整量通常較小，而零點(diǎn)遷移量則比較大。

 

5 常見故障及處理方法

5.1 儀表指示波動(dòng)

        (1) 雙法蘭差壓變送器毛細(xì)管充罐液選型錯(cuò)誤，充罐液使用溫度無(wú)法滿足設(shè)備操作溫度。(2) 雙法蘭差壓變送器毛細(xì)管未固定，造成毛細(xì)管隨意擺動(dòng)。(3) 雙法蘭差壓變送器毛細(xì)管未做絕熱措施，受環(huán)境溫度影響較大。(4) 雙法蘭差壓變送器阻尼時(shí)間設(shè)定過小。

 

5.2 儀表指示較就地液位計(jì)偏大(偏小)

        (1) 雙法蘭差壓變送器下( 上) 法蘭盤在固定過程中墊片與法蘭膜盒面產(chǎn)生擠壓，造成膜盒自由狀態(tài)下受力，將法蘭盤拆除更換墊片重新緊固。(2) 被測(cè)介質(zhì)實(shí)際密度較原設(shè)計(jì)密度偏大( 小)。(3) 雙法蘭差壓變送器正( 負(fù)) 壓室取壓閥有異物或凍堵。(4) 雙法蘭差壓變送器零點(diǎn)漂移。

 

6 雙法蘭差壓變送器的優(yōu)點(diǎn)

        (1) 可測(cè)量具有腐蝕性、粘度大、易結(jié)晶、低凝固點(diǎn)特性介質(zhì)的物位。(2) 具有較高的靈敏度與穩(wěn)定的信號(hào)處理特點(diǎn)，能應(yīng)對(duì)各種過程條件。(3) 重復(fù)性好，即使在#困難的條件下也能確保液位測(cè)量的可靠性與精度。(4) 調(diào)試簡(jiǎn)單，維護(hù)量小。

 

7 結(jié)語(yǔ)

        本文介紹了雙法蘭差壓變送器在化工裝置的應(yīng)用，從儀表選型、調(diào)試及故障處理等方面進(jìn)行了分析，期望有助于化工裝置如何選用雙法蘭差壓變送器測(cè)量物位，使其滿足物位的精que穩(wěn)定測(cè)量的要求，并能#大限度的安全、經(jīng)濟(jì)及合理的生產(chǎn)。

 

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