摘要：本片分析常規(guī)浮筒液位變送器無法用于合成氨分、冷交高壓液位測量的原因。并且著重簡分析了插入式高壓電容式液位變送器成功應(yīng)用液位測量兼控制的理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以及其效果分析。

引言
幾年前，我泰州化肥廠（以下簡稱“我廠”）裝設(shè)得合成氨分、冷交的高壓液位測控系統(tǒng)是按照傳統(tǒng)得通用設(shè)計(jì)和常規(guī)選型。當(dāng)時(shí)，液位計(jì)選用了某儀表廠的氣動高壓浮筒液位調(diào)節(jié)變送器，調(diào)節(jié)閥采用ZMBS-320K Dg6 C=0.1 ，配套以氣動調(diào)節(jié)記錄儀及副線板，組成控制系統(tǒng)。如下圖所示。

 

為了便于維護(hù)檢修，每套系統(tǒng)總共用10只Dg10的高壓閥、4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)三通、3個(gè)彎頭、20對高壓法蘭、60條高壓螺栓、100個(gè)高壓螺母以及5m￠24*6高壓管。
也為了延長高壓調(diào)節(jié)閥得使用壽命，保證調(diào)節(jié)效果，采用2只高壓調(diào)節(jié)閥串聯(lián)方案。但是發(fā)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)是比較繁瑣，投資成本也較高，維護(hù)檢修成本也會隨之增高。每套設(shè)備投資成本再10000多元（幾年前）。
可就是這樣的設(shè)備，在系統(tǒng)安裝之后，由于液位檢測反應(yīng)不準(zhǔn)，一直也未能正常投入使用。


1、 原因分析
我廠合成氨生產(chǎn)中得氨分離器，冷交換器等高壓容器中的液位檢測，按常規(guī)方式采用連通管形式(浮簡式液位計(jì)等)設(shè)計(jì)安裝的液位檢測裝置無法正常工作的現(xiàn)象。據(jù)調(diào)查，在小化肥廠普遍存在.
造成這種現(xiàn)象的原因是:氨分、冷交等商壓氣液分離器井不是簡單的空簡容器，工作壓力高達(dá)32MPa，其中都裝有結(jié)構(gòu)形式不同的分離內(nèi)件.而這些高壓容器的外筒采用多層卷板焊接·不允許在筒體上開孔。因此作為液位檢側(cè)儀表安裝的氣相、液相預(yù)留接口.均開在整體鍛造的高壓容器上、下封頭上.即氣相接口在上封頭，液相接口在下封頭.
眾所周知。高壓介質(zhì)流經(jīng)設(shè)備后，因設(shè)備阻力的影響，在設(shè)備進(jìn)出口將出現(xiàn)壓差。該壓差的大小與設(shè)備結(jié)構(gòu)、流通截面、介質(zhì)流量等因素有關(guān)，并隨介質(zhì)流景變化而變化.以我廠氨分離器為例。介質(zhì)進(jìn)入容器后流經(jīng)分離內(nèi)件，進(jìn)行氣液分離，液氨積存在氨分底部作為產(chǎn)品排出.氣體則從容器上端的出口引出氨分進(jìn)入后一級裝置。而我廠的氨分、冷交的液位檢側(cè)接口‘液相、氣相)正好位于分離段的兩側(cè)，分離段產(chǎn)生的壓差也正好作用于液位計(jì)氣液相接口之上.據(jù)測量.分離段的壓差在滿負(fù)荷時(shí)可高達(dá)幾米至十兒米水柱.隨氨分、冷交設(shè)備結(jié)構(gòu)及介質(zhì)進(jìn)口位置及在分離段內(nèi)的流向不同可能出現(xiàn)兩種情況:一種是分離段壓差值的正壓側(cè)作用于液位上方而負(fù)壓側(cè)作用于液位計(jì)氣相接口上.此時(shí).由液位計(jì)氣相、液相引出的。是容器中實(shí)際液位與分離段所產(chǎn)生的壓差的正向疊加量。一般浮筒液位變送儀表的側(cè)*范圍僅在I米之內(nèi).因此.只要容器底部稍有一點(diǎn)液體，在壓差作用下很快充滿外接液位計(jì)4浮筒)的連通管內(nèi)，使液位計(jì)顯示滿液位。除非容器中液位徹底排空，否則不論其中液位如何變化，外接浮簡液位計(jì)總是顯示滿量程。另一種情況是內(nèi)件的壓差正壓側(cè)作用于液位計(jì)氣相接口.負(fù)壓側(cè)作用于容器中液位上方.內(nèi)件壓差與液位徽值反向登加.因受內(nèi)件壓差作用，不論容器中液位如何變化，即使液位已充滿容器甚至帶液，液位計(jì)顯示總為零。
我廠原裝氨分、冷交氣動浮簡液位測量系
統(tǒng)之所以不準(zhǔn).仍屬于前者類型. 3改進(jìn)措施
本公司經(jīng)過理論和實(shí)踐分析，決定重新改造合成氨分、冷交液位檢測自控系統(tǒng).采用《化肥工業(yè)》、《小氮肥》編輯部重視與推廣的RZ-700內(nèi)裝式電容式高壓液位變送器.從氨分、冷交的液相孔直接擂入設(shè)備中檢測其液位.用等離子雙光柱數(shù)字顯示儀《帶上、下限報(bào)替) 顯示液位變化，液位上、下限報(bào)警和調(diào)節(jié)閥閥位由簡易電子調(diào)節(jié)器進(jìn)行自調(diào)。因原有的氣動高壓調(diào)節(jié)閥裝上后從未使用.為節(jié)約投資，擬暫時(shí)仍用其進(jìn)行調(diào)節(jié)。

我公司利用小修，不到半夭時(shí)間.兩套液位計(jì)全部裝好.開車后調(diào)試使用，液位檢測部分很快正常工作.投入運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)有液位指示下的放氨操作。隨后對自控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)原有的氣動調(diào)節(jié)閥ZMBS內(nèi)漏嚴(yán)重.雖然冷交串聯(lián)安裝的兩只閥門處于全部關(guān)閉的狀態(tài)，其流通能力也選得很小，但液位仍然很難提起來，說明調(diào)節(jié)閥已難適應(yīng)高壓液位自控的需要。即使這樣，跑氣*已較手動放氨時(shí)明顯減少.循環(huán)氣中CH4含量也隨之上升。我廠又迅速購進(jìn)兩臺新型專用自動放氨閥.進(jìn)行更換.分別用于氨分，冷交系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動放氨.使液位自控很快轉(zhuǎn)入正常。終于在短時(shí)間內(nèi)解決了化肥廠這一生產(chǎn)關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)了合成氨分、冷交高壓液位測*自動控制。

4實(shí)施效果
我廠以內(nèi)裝式電容高壓液位變送器為主的合成氨分、冷交液位測控系統(tǒng)自2008年9月正
式投運(yùn)至今已有3年余。實(shí)踐證明，該項(xiàng)目實(shí)施效果明顯.產(chǎn)生效益顯著，據(jù)泰州化肥統(tǒng)計(jì).年直接創(chuàng)益80萬元。
(1)高壓液位檢測自控系統(tǒng)投用后.效果顯著(見表).循環(huán)氣中的CH。含*明顯提高.我廠是重油氣化，已由安裝液位計(jì)前的枚~6男提高到11%~14%，有效地減少了合成系統(tǒng)有效氣
體放空、泄漏。
(21該系統(tǒng)氨分、冷交掖位測量準(zhǔn)確.實(shí)現(xiàn)了在有液位檢測的條件下的自動放氨或人工手
動放氮，淘汰了無液位顯示條件下的人工手動放氨，有效地實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn).
(3)液位自控系統(tǒng)的投用，使操作工擺脫了頻繁的手動調(diào)節(jié)，大大減輕了工人勞動強(qiáng)度.
穩(wěn)定操作。合成塔觸媒溫度穩(wěn)定.近乎一條直線。
(9)該液位計(jì)安裝極為方便，結(jié)構(gòu)十分輕巧，總重不列2, kg，用一只法蘭、3條螺栓、3個(gè)螺母即可。該液位測控系統(tǒng)工作可靠穩(wěn)定.我廠投運(yùn)0V年來.基本沒有維修過。