摘要： 液位測(cè)量是粉煤加壓氣化安裝自動(dòng)控制零碎的重要組成局部，在對(duì)液位計(jì)詳細(xì)分類的根底上，對(duì)粉煤加壓氣化項(xiàng)目中常用的液位計(jì)停止了綜合比照。詳細(xì)論述了液位計(jì)的選型步驟，并針對(duì) ＨＴ － Ｌ 粉煤加壓氣化工藝，結(jié)合各液位計(jì)的測(cè)量原理，完成了不同介質(zhì)的儀表選型，并依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐運(yùn)用效果，對(duì)局部液位計(jì)的選型停止了剖析與改良。

         ＨＴ － Ｌ 粉煤加壓氣化工藝，是目前普遍使用的*煤氣化技術(shù)，是將原料煤粉經(jīng)過(guò)磨碎枯燥后，加壓保送至航天氣化爐內(nèi)，與氧氣、蒸汽反響，生成無(wú)效成分爲(wèi)氫氣、一氧化碳的粗分解氣的進(jìn)程。整個(gè)煤氣化項(xiàng)目的工藝流程較長(zhǎng)，觸及的工藝介質(zhì)較多，現(xiàn)場(chǎng)工況較復(fù)雜，其中需求停止液位測(cè)量的介質(zhì)次要有：汽包水、燒嘴冷卻水、灰水、渣水、粉煤等，辨別對(duì)應(yīng)不同的容器設(shè)備，對(duì)測(cè)量精度的要求也各不相反。針對(duì)不同的測(cè)量要求與測(cè)量條件，必需合理選擇合適的液位計(jì)，以保證良好的測(cè)量效果。

１　 常用液位計(jì)的功能比照

         目前在粉煤加壓氣化項(xiàng)目中常采用的液位計(jì)類型次要有：差壓式液位計(jì)、雙法蘭式差壓液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)、磁翻板液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)等。這幾種液位計(jì)各有特征，都存在著一定的劣勢(shì)與缺乏，功能比照后果見表１所列。

２　 液位計(jì)的選型與剖析改良

         在停止液位計(jì)的選型時(shí)，除了要滿足 ＨＧ ／ Ｔ２０５０７ — ２０１４ 《 ＨＧ ／ Ｔ?。玻埃担埃?— ２０１４ 自動(dòng)化儀表選型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)液位計(jì)選型的規(guī)則外，應(yīng)從以下幾個(gè)方面來(lái)綜合思索：

         １ ）首先要確定被測(cè)介質(zhì)，包括介質(zhì)的類型、形態(tài)、工藝參數(shù)、能否干凈、能否有腐蝕性、能否導(dǎo)電等。

         ２ ）確定被測(cè)介質(zhì)所在的容器或設(shè)備，包括是敞口還是密閉容器，容器的直徑、長(zhǎng)寬高、壁厚、保溫層外形尺寸等，能否可以開孔等。

         ３ ）確定測(cè)量要求，包括測(cè)量精度、測(cè)量范圍、牢靠性、能否參與聯(lián)鎖控制等。

         ４ ）思索經(jīng)濟(jì)要素，包括儀表的置辦本錢、裝置費(fèi)用、臨時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)的費(fèi)用等。

 粉煤加壓氣化項(xiàng)目中常用液位計(jì)的比照

         在實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)程中，要依照以上４個(gè)步驟綜合思索，完成液位計(jì)的合理選型。

２．１　 干凈水液位測(cè)量

         在粉煤加壓氣化工藝流程中，冷卻水、冷凝水是潔凈干凈的介質(zhì)，測(cè)量該介質(zhì)的液位如無(wú)特殊狀況，選用普通的差壓式液位計(jì)即可。差壓式液位計(jì)是應(yīng)用流體靜力學(xué)原理，經(jīng)過(guò)測(cè)量流體的壓差來(lái)計(jì)算出液位的上下，其測(cè)量原理如圖 １ 所示。這種辦法簡(jiǎn)捷、方便，但是度與波動(dòng)性不高，而且測(cè)量后果遭到介質(zhì)密度的影響，爲(wèi)滿足測(cè)量精度常需求停止補(bǔ)償或采用組合式儀表測(cè)量方案。

 差壓液位計(jì)測(cè)量原理表示

２．１．１　 燒嘴冷卻水罐液位的測(cè)量

         關(guān)于一些重要的場(chǎng)所，如燒嘴冷卻水罐，由于其液位需求參與聯(lián)鎖控制，在設(shè)計(jì)時(shí)采用３臺(tái)差壓液位變送器，并裝備 １ 臺(tái)就地顯示的玻璃管液位計(jì)或磁翻 板液位 計(jì)。 ３ 臺(tái)差壓液位 計(jì) “３ 取 中”或“３選２ ”參與聯(lián)鎖順控，就地液位計(jì)除了能在現(xiàn)場(chǎng)直觀地顯示出液位外，還與差壓液位變送器檢測(cè)的液位值停止互校，進(jìn)一步保證測(cè)量的度。

２．１．２　 汽包液位的測(cè)量

         需求特別留意中壓汽包液位的測(cè)量，汽包內(nèi)的介質(zhì)主 要 爲(wèi) 蒸 汽 與 汽 包 水 兩 相，溫 度 zui 高 可 達(dá)４５０℃ ，壓力爲(wèi) ５．４ＭＰａ 。在以往的設(shè)計(jì)選型時(shí)，爲(wèi)補(bǔ)償汽包內(nèi)溫度、壓力對(duì)測(cè)量后果的影響，對(duì)普通差壓式液位計(jì)加裝了雙室均衡容器。雙室均衡容器差壓式液位計(jì)的測(cè)量原理：應(yīng)用 Ｔ 形連通器將汽包內(nèi)的水位發(fā)生的壓力與均衡室內(nèi)構(gòu)成的參比水柱發(fā)生的壓力停止比擬，從而失掉實(shí)踐液位的差壓值。原設(shè)計(jì)方案是對(duì)汽包設(shè)置 ２ 組液位測(cè)量?jī)x表， １ 組是３ 臺(tái)雙室均衡容器差壓式液位計(jì)，“ ３ 取中”參與液位控制，“３ 選 ２ ”參與平安聯(lián)鎖；另 １ 組是 ２ 臺(tái)磁翻板液位計(jì)，對(duì)稱裝置在汽包兩側(cè)用于就地直觀顯示，并綜合思索項(xiàng)目所在地環(huán)境溫度的影響，對(duì)均衡容器、凝汽室、上下引管、連通管均采取必要的保溫伴熱措施。

         這樣的選型設(shè)計(jì)，雖然可以滿足測(cè)量度的要求，但相應(yīng)添加了置辦本錢，并且依據(jù)項(xiàng)目使用的實(shí)踐反應(yīng)，現(xiàn)場(chǎng)存在走漏點(diǎn)多、裝置與維護(hù)較復(fù)雜等成績(jī)。因而在新的伊泰杭錦旗項(xiàng)目中，由于項(xiàng)目所在地的晝夜溫差較大，夏季環(huán)境溫度極低，改用側(cè)裝３臺(tái)磁致伸縮式液位計(jì)并配磁翻柱顯示器來(lái)替代原先的差壓式測(cè)量方案。磁致伸縮式液位計(jì)次要根據(jù)磁致伸縮原理而任務(wù)，任務(wù)原理如圖２所示，由傳感器電路沿磁致伸縮線（波導(dǎo)絲）收回電流脈沖，在磁致伸縮線四周構(gòu)成環(huán)形磁場(chǎng)，當(dāng)其與浮子內(nèi)的永磁鐵發(fā)生的縱向磁場(chǎng)發(fā)作疊加時(shí)，會(huì)在浮子地位發(fā)生１ 個(gè)改變脈沖回傳至傳感器的探頭。測(cè)量起始脈沖

與前往脈沖的工夫差來(lái)確定浮子的地位，即液面的地位。磁致伸縮液位計(jì)具有精度高、運(yùn)用壽命長(zhǎng)、無(wú)需調(diào)零校準(zhǔn)、易維護(hù)、平安性初等優(yōu)點(diǎn)，但是在裝置時(shí)要留意：探測(cè)桿要保證垂直，不能折彎；做好接地屏蔽任務(wù)，以免電磁攪擾影響測(cè)量效果。

 磁致伸縮液位計(jì)測(cè)量原理表示

２．２　 灰／黑水液位測(cè)量

         在粉煤加壓氣化項(xiàng)目中，需求測(cè)量黑水介質(zhì)液位的容器次要有：氣化爐激冷室、分解氣洗濯塔、高壓閃蒸罐、高壓閃蒸罐等。觸及灰水介質(zhì)液面測(cè)量的設(shè)備次要有：灰水槽、渣鎖斗沖洗水罐等。這類介質(zhì)的共同特點(diǎn)是臟污、含有懸浮固體顆粒、黏度高、具有腐蝕性，普通的差壓液位計(jì)難以滿足此種介質(zhì)的測(cè)量，常采用非間接接觸的測(cè)量方式。

２．２．１　 密閉容器

         以氣化爐激冷室與分解氣洗濯塔爲(wèi)例，依據(jù)實(shí)踐工況，其壓力都在４ＭＰａ左右，溫度高達(dá)２００℃ ，均爲(wèi)密閉的容器，對(duì)壓力的攪擾比擬敏感，且罐體尺寸較高，所以雷達(dá)液位計(jì)并不適用。經(jīng)過(guò)綜合思索，對(duì)這類介質(zhì)選用雙法蘭式差壓液位計(jì)并加裝吹掃沖洗安裝的測(cè)量方案。同理，由于這兩種設(shè)備的液位都是重要的控制與平安聯(lián)鎖信號(hào)，所以采?。撑_(tái)液位計(jì)結(jié)合測(cè)量的方式。

         １ ）雙法蘭式差壓液位計(jì)。隔閡密封式差壓液位變送器與普通差壓式液位計(jì)相比，可經(jīng)過(guò)毛細(xì)管來(lái)傳導(dǎo)雙法蘭隔離膜片上感測(cè)到的壓差，送至變送器再轉(zhuǎn)換成規(guī)范信號(hào)輸入。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐運(yùn)用效果，雙法蘭差壓液位計(jì)根本可以滿足測(cè)量與控制的要求，但是依然存在著一些弊端：

         ａ ）毛細(xì)管的長(zhǎng)度不能過(guò)長(zhǎng)，單根普通不超越１０ｍ ，否則在測(cè)量時(shí)受溫度的影響較大會(huì)發(fā)生誤差。而罐體尺寸高度普通都在５ｍ 以上，布置裝置變送器時(shí)需求慎重思索以免單側(cè)毛細(xì)管過(guò)長(zhǎng)。

         ｂ ）毛細(xì)管內(nèi)填充液受環(huán)境溫度的影響，關(guān)于有溫度及晝夜溫差較大的地域，如內(nèi)蒙古等，還要思索對(duì)毛細(xì)管的保溫。

         ｃ ）對(duì)膜片的材質(zhì)要求較高。爲(wèi)避免腐蝕與氫脆景象，需求選用 ３１６Ｌ 鍍金膜片，本錢較高。同時(shí)由于介質(zhì)的易堆積性，在加裝沖洗吹掃安裝后，依然需求活期清算改換膜片，以保證測(cè)量精度。

         ２ ）改良的電子遠(yuǎn)傳液位變送器。在后續(xù)的項(xiàng)目中采用改良的電子遠(yuǎn)傳液位變送器，其測(cè)量原理如圖３所示。該種電子遠(yuǎn)傳液位變送器取消了傳統(tǒng)的毛細(xì)管引壓方式，運(yùn)用主、副２個(gè)壓力傳感器，辨別裝置于容器的底部與上方，用來(lái)測(cè)量上下壓側(cè)的壓力。 ２個(gè)壓力傳感器以 ＣＡＮ總線的方式銜接到一同，并且將副傳感器接納到的壓力信號(hào)傳至主傳感器中停止差壓計(jì)算，計(jì)算完成后轉(zhuǎn)換成規(guī)范的４～２０ｍＡ信號(hào)輸入。

  電子遠(yuǎn)傳液位變送器測(cè)量原理表示

         目前在伊泰杭錦旗項(xiàng)目上運(yùn)用了該種設(shè)計(jì)方案，采用羅斯蒙特 ３０５１ＳＥＲＳ 電子遠(yuǎn)傳變送器零碎，２ 個(gè) ３０５１ＳＡＭ 壓力變送器加上 １１９９ 系列密封零碎。它的劣勢(shì)在于：

         ａ ）取消了導(dǎo)壓管與毛細(xì)管，不需求再停止額定的保溫伴熱措施，簡(jiǎn)化了設(shè)備的裝置，增加了安裝的“跑、冒、滴、漏”景象，降低了現(xiàn)場(chǎng)儀表的維護(hù)任務(wù)量，片面進(jìn)步了整個(gè)安裝的環(huán)保質(zhì)量。

         ｂ ）采用電子遠(yuǎn)傳零碎，運(yùn)用ＣＡＮ 總線替代了傳統(tǒng)的機(jī)械管路，延長(zhǎng)了呼應(yīng)工夫，增加了測(cè)量誤差的積聚，并且測(cè)量后果不再遭到環(huán)境溫度的影響，保證了測(cè)量的性與波動(dòng)性。

         ｃ ）不需求停止零點(diǎn)遷移計(jì)算。

         ｄ ）電子遠(yuǎn)傳液位變送器零碎除了液位計(jì)算之外，還提供額定的進(jìn)程優(yōu)化控制信息，如來(lái)自每個(gè)壓力傳感器讀數(shù)的實(shí)時(shí)拜訪和液位或體積測(cè)量的比例輸入等，進(jìn)步了儀表的可用性。

２．２．２　 敞口容器

         當(dāng)測(cè)量敞口容器臟污介質(zhì)的液位時(shí)，宜選用非接觸的雷達(dá)液位計(jì)。雷達(dá)液位計(jì)是基于電磁波反射原理來(lái)測(cè)量液位，經(jīng)過(guò)向液面發(fā)射電磁波并接納反射回波，經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)射波與前往波的時(shí)差或頻率差來(lái)計(jì)算出液面的高度。雷達(dá)液位計(jì)次要分爲(wèi)兩大類：發(fā)射固定頻率電磁波的脈沖型雷達(dá)液位計(jì)；發(fā)射延續(xù)波的延續(xù)調(diào)頻式雷達(dá)液位計(jì)。脈沖式雷達(dá)液位計(jì)根據(jù)構(gòu)造的不同又可以分爲(wèi)兩種：天線型和導(dǎo)波型。天線型雷達(dá)液位計(jì)采用天線發(fā)射電磁波，而導(dǎo)波型雷達(dá)液位計(jì)則經(jīng)過(guò)桿式或纜式導(dǎo)波管來(lái)發(fā)射電磁波。在停止雷達(dá)液位計(jì)的選型時(shí)，需求針對(duì)不同的實(shí)踐工況擇優(yōu)選取zui合適的雷達(dá)液位計(jì)類型。

         粉煤加壓氣化項(xiàng)目中，沉渣池爲(wèi)典型的敞口常壓容器，在停止液位計(jì)的選型時(shí)，由于介質(zhì)是臟污懸濁的渣水，爲(wèi)防止與介質(zhì)接觸，選用天線式的脈沖型雷達(dá)液位計(jì)。天線的方式選擇喇叭口式，喇叭口式的天線啟齒尺寸較小且聚集效果好，是目前zui常采用的天線方式，在容器頂部法蘭裝置。

３　 完畢語(yǔ)

         雖然液位計(jì)的品種復(fù)雜多樣，測(cè)量原理各有所長(zhǎng)，測(cè)量精度、運(yùn)用壽命與便捷水平都在逐步加強(qiáng)，但是并沒有的液位計(jì)，都有其本身的優(yōu)缺陷及適用的范圍。在實(shí)踐運(yùn)用中，需求嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)項(xiàng)目實(shí)踐條件，依據(jù)不同的工況環(huán)境、測(cè)量要求等，綜合液位計(jì)本身的特點(diǎn)與適用性，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐使用經(jīng)歷與效果，合理選擇的液位計(jì)。