磁盤液位計的選擇要求很高。 通常,液位測量對象復雜,液位測量范圍變化大等原因,磁反轉板液位計選擇過程中應考慮的因素主要包括測量工況分析、介質特性分析、測量要求分析、精度要求分析、用戶使用習慣考慮、性價比選擇等。 石化裝置具有高溫高壓、易燃易爆特點,易燃易爆、有毒、用于腐蝕性介質測量的儀表應重點考慮儀表的可測范圍、穩定性、介質腐蝕性、儀表維護量等。 液位檢測儀表種類繁多,磁致伸縮式液位檢測儀表具有檢測精度高、范圍廣、使用方便、維護費用低等特點,廣泛應用于石油化學、制藥、水利等領域,具有比傳統壓力式、機械式、靜電容量、超聲波和雷達等檢測系統更高的應用和經濟價值。 1磁翻轉板液位計介紹
所謂磁翻轉板液位計,是強磁性體的磁化方向變化時,電介質的晶格間隔變化,強磁性體的長度和體積變化的現象。 磁板的伸縮現象有各向異性,長度為l的磁性材料的磁化方向的長度變化為δl時。
磁反轉板電平儀內部的檢測元件由一定的磁致伸縮物質構成,是根據磁致伸縮原理設計制造的電平(場位)儀,由磁流驅動,高精度、高分辨率振蕩器可為4~2OmA標準信號(帶hart ) [2]、24V直流雙饋、振蕩器為耐腐蝕型。
1.1磁翻轉板液位計的工作原理
磁反轉板液位計的基本原理如圖1所示,結構如圖2所示。 其結構分為三個部分:浮球、裝有變送器和磁性板的不銹鋼測量管。
當所述發射器接通電源時,脈沖產生器和接收器進行操作,且所述發射器配合定時而在下端處發射低電流詢問脈沖信號,脈沖及其磁場沿所述磁性板拉伸線向下運行,且脈沖沿所述磁性板拉伸線向下移動
沖擊信號的磁場與浮球內的磁場相遇時,產生扭轉應力脈沖,該扭轉應力脈沖傳遞到磁板的兩端。 向下發送的扭轉應力脈沖被阻尼吸收,并且向上發送的扭轉應力脈沖由接收機接收和檢測。 根據從發出問題脈沖到接收返回扭轉應力脈沖的時間差,計算液面水平的高度,可轉換為4~20mA的輸出信號。
1.2磁翻轉板液位計的性能
磁盤液位計應用于石化領域,作為非接觸式液位計具有很大優勢。
a )可靠性高。 無機械可動部分,無摩擦,無磨損,芯部件與測量介質非接觸,壽命長。
b )精度高。 分辨率高于0.01,相當于1mm,計量精度zui可達到0.5mm。
c )安全性良好。 磁致伸縮式液位計防爆性能高,適用于本安防爆、使用安全,特別是液體化工原料和可燃性液體的測定。
d )磁盤液位計安裝方便,維護簡單,維護量少,有利于大幅度降低維護成本。
e )遠程傳送信號,輸出模擬或數字電容,包括HART協議和RS一致485接口。
磁反轉板液位計由磁浮驅動,能連續測量介質水平和邊界水平,振蕩器精度高,分辨率高,測量重現性好,可用作測量液位計表,適于在一定粘度、介電常數范圍內測量清潔介質[2],介電常數變化,氣相成分變化,壓強 理論上,由溫度變化引起的誤差小,平均每變化10℃,輸出值的變化量小于2mm。 有隔爆型和本安型的保護性能達到IP67。
1.3磁反轉板液位計的基本參數
a )測量范圍:測量管為剛性桿時,測量范圍為6m以下測量管為柔性桿時,測量值為3.5~20mE。
b )下死角:液面水平測量在60mm以下邊界測量在15mm以下。
c )上死角:液面水平測量在100mm以下。
d )工作電壓:直流24V。
e )使用環境溫度:一50~125℃。
f )介質溫度:2O0~4O0℃.
g )工作壓力:真空~16MPa。
2磁翻轉板液位計的安裝
實踐證明,在設備頂部安裝凸緣有利于安裝和維護。 在裝置上安裝法蘭,安裝法蘭罩,將螺釘插入法蘭罩。 安裝時,拆下浮子和擋圈,將液位計緊固在法蘭蓋上,安裝浮子和擋圈,按順序將液位計和法蘭蓋安裝在人體容器L2上。 根據情況,油箱側壁也可選擇法蘭安裝方式。
隔爆型儀表配線是典型的雙線式,無需另外連接電源,本安裝型儀表配線在控制系統側設置安全柵欄。
3設計時的注意事項
3.1影響儀表工作的干擾因素
噪聲是由靜電放電、射頻電磁場放射、浪涌沖擊、商用頻率磁場等產生的。 如果介質的溫度變化過大或者在振動環境下使用,也會妨礙磁反轉板液位計的測量。
3.2設計時的注意事項
a )由于測量原理等原因,磁板液位計處于強磁場干涉環境下時,浮子受到的磁場力重疊而退磁。 因此,在遠離高壓電機、風扇、離心機、混頻器、變頻器、干燥床等強電磁環境下設置,需要緊急停止、起動的場所,這些設備必須進行接地屏蔽。
同時,磁反轉板液位計的信號線要遠離高壓電源線,使信號線屏蔽層處于良好的接地狀態。
b )靜電放電會影響磁性反轉板液位計的測量,因此請將安裝有液位計的設備良好地接地使用。
c )為避免射頻電磁場發射,必須考慮無線電測量儀的發射源的位置來確保至少2m以上的距離。
d )對浪涌沖擊無法控制的噪聲,一般在現場側加上浪涌保護器、防雷擊、電路板的保護。 浪涌保護器的抑制元件(壓敏電阻MOV )通過損失本身消除沖擊電流(發熱、熔解),對抗大電流的沖擊。 因此,可以安全地保護磁反轉板液位計的本體。
e )商用頻率磁場多產生于商用頻率泵,設置磁反轉板液位計時應盡量遠離商用頻率泵。
f )介質溫度變化過大時,磁性反轉板液位計不得作為計量液位計使用。 然而,對于平均每10℃的變化,如果輸出值的變化量滿足小于2mm的條件,則由于介質溫度的累積變化而產生的誤差一般處于測定請求誤差的范圍內。
g )在振動環境下使用時,也會影響精度,液位計zui蕞好在不振動的條件下設置。
4磁翻轉板液位計的應用
磁盤液位計在石化行業主要應用于油罐水平和烷基鋁罐水平的測定,目前越來越應用于原油罐、成品油罐水平的測定|3)。 。
a )油品水平的測定涉及貿易結算的,應使用計量水平的儀器。 如果選擇安裝在容器的上部開口部,則磁板的伸縮和伺服電動機的液位計能夠滿足測量要求,但伺服電動機的液位計的測量原理復雜,安裝麻煩,價格昂貴,維護作業多的磁板液位計不僅能夠進行本安防爆,而且安裝容易 維護量少,性價比相對較高,適用于測量油箱水平,而不是伺服電機液位計。
b )在非計量級要求罐水平的測量中,磁盤液位計和雷達液位計能夠滿足測量要求。 但雷達液位計受介電常數的影響,烴類混合物的介電常數通常較低,需要增設波導管,因此應用范圍有限。 磁板液位計的唯一可動零件是浮子,維護量極少,節約人工費,性價比高,深受用戶歡迎。
c )以某聚丙烯裝置的原料罐為例,如圖3所示。 罐高18m,介質為液化石油氣,易揮發,密度527.5kg/m3,介電常數1.6,設計溫度5O℃,設計表壓1.7MPa,zui高介質溫度35℃,工作表壓900kPa,要求安裝頂部法蘭,測量精度為±; 1mm、測量范圍為O~18m、4~2OmA的輸出信號、防爆等級ExdⅡBT4、防護等級IP65。 在這種情況下,現有的設計方案選擇了雷達液位計(帶波導管)和伺服電動機液位計。 液化石油氣由于具有揮發性,容器內存在揮發性氣體,揮發性氣體影響雷達回波的反射,用雷達液位計測量時,選擇測量效果不佳的伺服電機的液位計測量精度高,測量效果好,但由于機械部件多,容易磨損, 選擇維護作業量多的磁反轉板液位計時,若測量高度超過6m,則測量管需要選擇柔性桿,柔性桿能夠測量的zui的高度為20m,滿足測量范圍0~18m的要求,液位計的精度高,測量效果高。 這3種液位計的對比如表1所示,采用磁反轉板液位計液化石油氣罐的液位綜合成本低,效果好。
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