高溫蠟油介質(zhì)液位計(jì)的選用及維護(hù)，正確地選用液位計(jì), 不僅能減少故障率, 提高測(cè)量準(zhǔn)確度, 而且大大減少了維護(hù)成本, 從而對(duì)企業(yè)正常生產(chǎn)維護(hù)、安穩(wěn)長(zhǎng)滿(mǎn)優(yōu)運(yùn)行提供了有力的保障。高溫蠟油介質(zhì)液位計(jì)的選用一定要從介質(zhì)的特殊性及高溫高壓的工況環(huán)境等多種因素考慮, 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用多種形式液位計(jì)進(jìn)行實(shí)際論證。浮筒液位計(jì)在高溫蠟油工況下故障率高、頻繁拆檢使用壽命短;雷達(dá)液位計(jì)在高溫油蠟介質(zhì)工況有其本身的局限性, 一旦介質(zhì)分層造成儀表誤指示, 工藝無(wú)法正常監(jiān)盤(pán)操作;插入式雙法蘭變送器*適合在高溫油蠟介質(zhì)工況進(jìn)行測(cè)量, 故障率低、方便維護(hù)。

液位計(jì)測(cè)量方式有兩種, 連續(xù)測(cè)量和定點(diǎn)測(cè)量。一般按照其工作原理可分為以下幾種類(lèi)型[1]:
1) 聲學(xué)式。通過(guò)液位的變化引起聲阻抗和反射距離變化來(lái)進(jìn)行物位測(cè)量, 例如喇叭口超聲波液位計(jì)、導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)等。
2) 直讀式。根據(jù)連通器原理直接進(jìn)行實(shí)時(shí)物位的讀取, 例如就地磁翻板物位計(jì)、U形玻璃管液位計(jì)。
3) 差壓式 (靜壓式) 。利用被測(cè)液體靜壓與該液體的高度成比例的原理, 將液體產(chǎn)生的靜壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào), 再由處理模塊經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償和線性修正, 將其轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào) (一般為4mA～20mA/1VDC～5VDC) , 例如單法蘭液位計(jì) (試用敞口容器) 、差壓式雙法蘭液位計(jì)、插入式雙法蘭差壓液位計(jì)等[2]。

圖1 浮筒液位計(jì)結(jié)構(gòu)
4) 電氣式。將物位變化的信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電阻、電壓、電容等物理電信號(hào)進(jìn)行物位測(cè)量, 例如電接點(diǎn)液位計(jì)、電容液位計(jì)、伺服液位計(jì)等。
5) 核輻射式。核輻射物位計(jì)構(gòu)成主要由放射源、接收器 (探測(cè)器) 和顯示儀表 (轉(zhuǎn)換器) 組成, 通過(guò)被測(cè)物料對(duì)γ射線的阻擋作用進(jìn)行物位測(cè)量, 例如中子料位計(jì)、γ射線物位計(jì)等。
6) 浮力式。浮力式液位計(jì)的工作原理是阿基米德浮力原理[3]。按照測(cè)量的原理, 有恒浮力式液位計(jì)和變浮力式液位計(jì)兩種, 例如浮子式液位計(jì)、浮球式液位計(jì)就屬于恒浮力液位計(jì), 浮筒式液位計(jì)屬于變浮力液位計(jì)[4]。
每種液位計(jì)都有自己的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式的性, 正確地選用液位計(jì), 才能保證低故障率及測(cè)量準(zhǔn)確度。
1 液位計(jì)的結(jié)構(gòu)原理
1.1 浮筒液位計(jì)
浮筒液位計(jì)是典型的變浮力式的液位計(jì), 液面發(fā)生變化時(shí), 沉筒浸泡在被測(cè)量液體內(nèi)的體積不同, 體積的不同所受的浮力也不同進(jìn)而產(chǎn)生位移, 再通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移來(lái)測(cè)量液位, 使傳感器與杠桿機(jī)構(gòu)合二為一, 可直接測(cè)量浮筒在液體中所受的浮力[5]。經(jīng)常被使用在敞口或帶壓容器內(nèi)的液位、界位、密度的連續(xù)測(cè)量的工況條件下。智能浮筒液位計(jì)由浮筒、扭力管、傳感器、杠桿4部分組成。
1.2 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)
通過(guò)時(shí)域反射原理 (TDR) 來(lái)進(jìn)行物位的測(cè)量, 雷達(dá)液位計(jì)發(fā)射出的電磁脈沖以光速沿著鋼纜或探棒進(jìn)行傳播, 當(dāng)發(fā)射出的電磁波遇到被測(cè)介質(zhì)表面時(shí), 發(fā)射出的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置, 發(fā)射裝置與被測(cè)介質(zhì)表面的距離同脈沖在其間的傳播時(shí)間成正比, 經(jīng)計(jì)算得出液位高度[6]。

圖2 浮筒液位計(jì)測(cè)量原理圖
優(yōu)勢(shì):導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)對(duì)液體、顆粒及漿料等可以進(jìn)行連續(xù)物位測(cè)量, 在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中不受介質(zhì)變化、溫度變化、濕度變化、惰性氣體及蒸汽、粉塵、泡沫等因素的影響[7]。雷達(dá)液位計(jì)精度高可達(dá)到5mm, 量程范圍廣*大為60m, 耐高溫250℃以上、耐高壓40kg, 并且雷達(dá)液位計(jì)適用于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域液位的測(cè)量使用。
用途:導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)應(yīng)用于水液儲(chǔ)罐、甲醇儲(chǔ)罐、酸堿儲(chǔ)罐、漿料儲(chǔ)罐、固體顆粒、小型儲(chǔ)油罐、蠟油儲(chǔ)罐以及各類(lèi)導(dǎo)電、非導(dǎo)電介質(zhì), 腐蝕性介質(zhì)。如煤倉(cāng)、灰倉(cāng)、油罐、酸罐等[8]。導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)使用注意事項(xiàng):導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)對(duì)安裝空間有一定的要求, 安裝法蘭口直徑不能小于安裝*低要求, 直管段不能高于*大尺寸, 同時(shí)注意介質(zhì)的介電常數(shù), 一定要跟據(jù)介質(zhì)的介電常數(shù)的大小選擇適合的型號(hào):/goodsid/goodsview/.html
1) 測(cè)量介電常數(shù)一定要≥1.4, 否則無(wú)法正常測(cè)量使用;2) 容易產(chǎn)生粘附的介質(zhì)不能選用雷達(dá)液位計(jì), 一般要求測(cè)量粘度≤500cst;3) 對(duì)于桿式雷達(dá)液位計(jì), 選用的*大量程6m, 超過(guò)6m應(yīng)選用纜式雷達(dá)進(jìn)行測(cè)量;4) 對(duì)于蒸汽和泡沫介質(zhì)液位的測(cè)量本身有很強(qiáng)的抑制能力, 能夠保證本身的測(cè)量準(zhǔn)確度;5) 在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)于那些介電常數(shù)比較小的液體物料通?？梢圆捎秒p探桿式測(cè)量方式, 可以很好地保障測(cè)量的準(zhǔn)確度。
1.3 壓力差壓液位計(jì)
差壓式液位變送器在液體容器的底部和頂部安裝, 通過(guò)測(cè)量容器兩個(gè)不同點(diǎn)處表壓信號(hào)來(lái)反應(yīng)液位的高度。差壓儀表按照其形式分3種:氣動(dòng)、電動(dòng)及法蘭式差壓液位變送器。其安裝方便, 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)和信號(hào)遠(yuǎn)傳, 通常有氣相和液相兩個(gè)取壓口, 設(shè)備的氣相壓力取壓點(diǎn)為氣相取壓, 設(shè)備底部液相處壓力為液相取壓點(diǎn), 而液相取壓點(diǎn)壓力除了受容器本身液體產(chǎn)生的靜壓力, 還受氣相壓力的作用, 液相和氣相壓力之差就是設(shè)備內(nèi)液柱產(chǎn)生的靜壓力[9]。
2 高溫蠟油介質(zhì)液位計(jì)使用及維護(hù)
2.1 浮筒式液位計(jì)
浮筒液位計(jì)耐高溫高壓、抗振性能好、質(zhì)量穩(wěn)定、性能可靠。采用系列化設(shè)計(jì), 多種安裝方式, 實(shí)用面廣, 可裝于各種儲(chǔ)灌和過(guò)程罐, 各種常壓罐和壓力容器[10]。非常適用于高溫蠟油介質(zhì)的液位測(cè)量。蠟油介質(zhì)工況下使用浮筒液位計(jì)測(cè)量值穩(wěn)定, 趨勢(shì)平緩, 不會(huì)出現(xiàn)液位大幅度波動(dòng), 影響工藝觀察調(diào)節(jié), 并且在線狀態(tài)下可以進(jìn)行量程和零點(diǎn)的調(diào)節(jié)標(biāo)定。缺點(diǎn):1) 在蠟油工況下, 浮筒需要良好的伴熱保溫, 對(duì)于輕油介質(zhì)不易采用強(qiáng)伴熱, 容易引起介質(zhì)揮發(fā)沸騰, 導(dǎo)致浮筒液位計(jì)誤指示;2) 受天氣影響冬季維護(hù)量隨之增加, 伴熱提供的熱量不夠, 容易引起蠟油凝結(jié)造成液位計(jì)無(wú)法正常使用。
浮筒液位計(jì)在高溫蠟油介質(zhì)液位測(cè)量的主要故障及處理方法:
1) 浮筒液位計(jì)連接設(shè)備的根部閥堵塞
因高溫蠟油介質(zhì)本身的理化特性, 介質(zhì)粘稠、易凝固等特點(diǎn), 根部閥伴熱溫度低以及液位計(jì)長(zhǎng)期運(yùn)行都會(huì)引起根部閥處的介質(zhì)凝固, 致使根部閥出現(xiàn)堵塞情況, 造成液位計(jì)無(wú)法正常測(cè)量指示。
處理:檢查伴熱及保溫完好情況, 進(jìn)行完善;關(guān)死根部截止閥, 打開(kāi)排污閥, 通過(guò)密排管線對(duì)液位計(jì)進(jìn)行排污疏通處理。
2) 蠟油沉淀凝固在浮筒里
浮筒內(nèi)蠟油介質(zhì)處于一個(gè)相對(duì)靜止的狀態(tài), 蠟油沉淀凝固在浮筒里, 浮子在浮筒內(nèi)直接被卡住, 由于浮子已經(jīng)被蠟油包裹卡死, 即使液位變化, 浮子也無(wú)法移動(dòng), 不能產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的位移信號(hào), 造成指示死值影響工藝判斷操作。
處理:將浮筒液位計(jì)與設(shè)備連接的根部閥切死, 同時(shí)用高溫蒸汽加熱浮筒外壁, 熔化內(nèi)部沉淀凝固蠟油, 加熱一定時(shí)間后, 慢慢打開(kāi)排污閥通過(guò)密閉排放進(jìn)行排污, 排污完成后關(guān)閉排污閥, 投用根部截止閥觀察液位指示是否正常;投用后仍指示不準(zhǔn), 將浮筒切除通過(guò)排污閥泄壓交出后, 對(duì)浮筒進(jìn)行拆檢, 用高溫蒸汽把浮筒和浮子上凝固的蠟油全部清理干凈后投用。
3) 浮子的掛扣脫落
浮子掛扣連接脫落, 扭力管所受到的力直接為零, 相當(dāng)于浮子*浮起液位滿(mǎn)量程時(shí)的情況, 表頭輸出指示*大 (顯示110%) 。
處理:將浮筒液位計(jì)與設(shè)備連接的根部閥切死, 打開(kāi)排污閥, 通過(guò)蠟油密排管線進(jìn)行排放泄壓, 拆解浮筒液位計(jì), 把浮子掛扣掛好后投用。
2.2 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)在高溫、高壓、易揮發(fā)、腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)工況非常適用, 測(cè)量范圍大、本身壽命長(zhǎng), 一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 沒(méi)有可動(dòng)部件, 本身不存在機(jī)械磨損, 大大延長(zhǎng)了自身的使用壽命。根據(jù)本身的這些特性, 使用在高溫蠟油介質(zhì)的工況非常合適, 不會(huì)因?yàn)榻橘|(zhì)中有揮發(fā)的油氣而影響液位的真實(shí)指示, 同時(shí)本身可以在線進(jìn)行空標(biāo)查看液位的真實(shí)回波來(lái)判斷液位測(cè)量的準(zhǔn)確性。缺點(diǎn):1) 導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)在實(shí)際測(cè)量中是依靠介質(zhì)的介電常數(shù)不同的特性進(jìn)行測(cè)量反饋回波, 而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)分層, 內(nèi)部存在兩種不同的介質(zhì), 造成液位計(jì)不能正確指示;2) 蠟油介質(zhì)本身熔點(diǎn)高, 液位計(jì)使用過(guò)程中需要良好的保溫伴熱, 伴熱熱量不夠在雷達(dá)液位計(jì)的導(dǎo)波桿及纜繩上凝結(jié)蠟油, 造成液位計(jì)虛假指示。
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)在高溫蠟油介質(zhì)液位測(cè)量的主要故障及處理方法:
1) 雷達(dá)液位計(jì)導(dǎo)波筒內(nèi)介質(zhì)分層
蠟油介質(zhì)實(shí)際生產(chǎn)使用過(guò)程中, 介質(zhì)中會(huì)攜帶一定的水分, 液位計(jì)長(zhǎng)期運(yùn)行在液位計(jì)形成分層現(xiàn)象, 水的介電常數(shù)大, 蠟油的介電常數(shù)相對(duì)小, 這時(shí)雷達(dá)液位計(jì)檢測(cè)到的*強(qiáng)回波來(lái)指示液位, 不能正常測(cè)量真實(shí)液位。
處理:關(guān)閉導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)根部截止閥, 打開(kāi)密閉排污閥, 將導(dǎo)波筒內(nèi)的水排出, 投用液位計(jì)。
2) 雷達(dá)液位計(jì)導(dǎo)波桿上凝固蠟油介質(zhì)
蠟油介質(zhì)容易凝固到導(dǎo)波桿上, 導(dǎo)致在此處始終存在一個(gè)虛假回波。
處理:關(guān)死根部截止閥, 打開(kāi)排污閥泄壓, 對(duì)導(dǎo)波桿進(jìn)行拆檢, **凝固蠟油。
2.3 插入式雙法蘭差壓液位計(jì)
插入式雙法蘭差壓液位計(jì)測(cè)量精度高, 量程、零點(diǎn)外部連續(xù)可調(diào), 穩(wěn)定性能好, 耐過(guò)壓、阻尼可調(diào);固體傳感器設(shè)計(jì), 無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件, 維護(hù)量少[10];可根據(jù)接觸的蠟油介質(zhì)特性選擇膜片材料。
1) 液位波動(dòng)較大
介質(zhì)波動(dòng)大或汽化嚴(yán)重, 毛細(xì)管有破損, 介質(zhì)泄漏, 膜盒損壞, 伴熱溫度過(guò)高。
處理:更換變送器, 調(diào)整伴熱溫度。
2) 指示*大或*小
低壓側(cè) (高壓側(cè)) 隔離液泄漏、膜片壞, 毛細(xì)管損壞。
處理:更換變送器。
3 結(jié)束語(yǔ)
高溫蠟油介質(zhì)液位計(jì)的選用應(yīng)根據(jù)實(shí)際工況選擇, 浮筒液位計(jì)容易出現(xiàn)蠟油介質(zhì)凝固在浮筒表面導(dǎo)致液位無(wú)法正常測(cè)量, 需要大量維護(hù);同時(shí)對(duì)整個(gè)浮筒的伴熱系統(tǒng)也有較高的要求。雷達(dá)液位計(jì)因?yàn)闇y(cè)量液位的原理是依靠介質(zhì)的介電常數(shù), 化工生產(chǎn)中高溫蠟油介質(zhì)的工況往往會(huì)形成介質(zhì)分層, 造成液位計(jì)波動(dòng)假指示, 影響工藝控制指標(biāo);而高溫蠟油介質(zhì)使用插入式雙法蘭液位計(jì)進(jìn)行測(cè)量, 不僅不用考慮高溫蠟油介質(zhì)易凝固需要伴熱的問(wèn)題, 同時(shí)不會(huì)出現(xiàn)根部閥堵塞等, 并且實(shí)際使用過(guò)程中, 量程和零點(diǎn)全部可以在線進(jìn)行處理修正, 維護(hù)量很小, 保證了液位測(cè)量的準(zhǔn)確性。