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物位測量儀表在鹽化工行業中的應用及選型
2019-08-30
【計為儀表 專注物位測量】隨著我國國民經濟的快速發展及工業化進程的加快，物位測量技術得到了空前的發展。精準的物位測量技術和物位測量儀表在工業生產中占有舉足輕重的地位，它可以減少物料損耗、高效節約能源、提高生產效率、減少安全事故。物位測量是工業生產系統基本設計內容之一，其設計依據是根據工業生產的要求，正確地選擇物位儀表，確定合理的控制方案，在節約資金的條件下，來獲得一個良好的物位測量系統。隨著鹽化工行業的迅速發展，鹽化生產裝置的物位測量顯得尤為重要。本文主要從鹽化生產的需求出發，談談如何為鹽化生產裝置選擇合適的物位測量儀表。
一、物料測量儀表的分類
1．直接式液位測量儀表
主要形式有玻璃管式液位計、玻璃板式液位計，是連通器式儀表，具有結構簡單、價廉、直觀，適于現場使用，不便于遠傳和調節的特點。
2．差壓式液位測量儀表
主要包括壓力式液位計、吹氣法壓力式液位計、差壓式液位（或界面）計三種形式。
（1）壓力式液位計。壓力式液位計采用靜壓測量原理，其穩定性好，髙可靠性，使用壽命長。安裝方便、結構簡單、經濟耐用。
（2）吹氣法壓力式液位計。吹氣法壓力式液位計是在敞口容器中插人一根吹氣管，空氣經浮子流量計和恒流閥和吹氣管路吹人被測液體中，吹氣流量由浮子流量計指示，流量大小由浮子流量計上的流量調節閥設定，恒定流量的氣體從插入液體的吹氣管下端口逸出，鼓泡并通過液體排入大氣。當吹氣管下端有微量氣泡排出時，由差壓變送器指示的壓力值即可反映出液位高度。主要適用于常壓或開口容器，可測量有腐蝕介質，但測量范圍有限，精度取決于變送器精度和穩壓裝置的性能。全機械結構，密封性好，故障率低維護量較小
（3）差壓式液位計。差壓式液位計有氣相和液相兩個取壓口。氣相取壓點處壓力為設備內氣相壓力;液相取壓點處壓力除受氣相壓力作用外，還受液柱靜壓力的作用，液相和氣相壓力之差，就是液柱所產生的靜壓力。它是由于密度變化直接影響到測量結果，適用于密度比較穩定的過程。
3．浮力式液位測量儀表
主要包括恒浮力式液位計、變浮力式液位計。其特點是測量精度不高，維護工作量較少，能實現遠傳和自動調節。
（1）恒浮力式液位計。恒浮力式液位計是依靠浮標或浮子浮在液體中隨液面變化而升降，它的特點是結構簡單、價格較低，適于各種貯罐的測量。
（2）變浮力式液位計。變浮力式亦稱沉筒式液位計，當液面不同時，沉筒浸泡于液體內的體積不同，因而所受浮力不同而產生位移，通過機械傳動轉換為角位移來測量液位。
4．電氣式液位測量儀表
主要包括電接點式液位計磁致伸縮液位計、電容式液位計。
（1）電接點式液位計。電接點水位計根據水與汽電阻率不同而設計，測量筒的電極在水中對筒體的阻抗小在汽中對筒體的阻抗大。隨著水位的變化，電極在水中的數量產生變化。具有以下三個特點:具有閃光、聲音報警功能;具有4～20mA或0～10mA的模擬信號輸出，可接DCS系統，設有保護聯鎖輸出功能;具有自供電功能斷電后可繼續工作4h。
（2）磁致伸縮液位計。磁致伸縮液位計是由變送器的電子部分產生應變脈沖，應變脈沖沿波導管返回并被電子單元所接收，通過精確測量詢問脈沖和返回脈沖之間的時間間隔，可獲得高精度、高重復性的液位值，具有精度高的特點。
（3）電容式液位計。電容式液位計是采用測量電容的變化來測量液面的高低，具有較高的靈敏度。
5．超聲波式液位測量儀表
超聲波物位計工作原理是由超聲波換能器發出高頻脈沖聲波遇到被測物位表面被反射，折回反射回波被換能器接收轉換成電信號，聲波的傳播時間與聲波的發出到物體表面的距離成正比。具有提高儀器可靠性解決物位不平整測量不準確的難題，并大大加強抗干擾能力，可在變電站發射塔附近穩定工作。
雷達液位計屬于通用型雷達液位計，它基于時間行程原理的測量儀表。適用于對液體、漿料及顆粒料的物位進行非接觸式連續測量，適用于溫度、壓力變化大，有惰性氣體及揮發存在的場合。
7．放射性液位計
放射性液位計是基于“射線吸收原理”。主要適用于高溫高壓、腐蝕性強、毒性大、煙霧大等一般儀表儀表不能或難以使用的復雜、惡劣工況下料位的測量。
二、鹽化行業物位測量儀表的選型
1．物位測量儀表的使用分布情況
（1）側裝式磁翻板液位計。主要應用在精細化工廠、溴素廠、化工廠，安裝在無結晶料液罐上。
（2）頂裝式磁翻板液位計。主要應用在精細化工廠、溴素廠、化工廠，安裝在無結晶，儀表接口在罐體上方或入地下的料液罐上。
（3）單法蘭液位計。主要應用在精細化工廠精制鹽廠、化工廠，安裝在料液罐上、室外鹵水罐上。
（4）雙法蘭液位計。主要應用在精細化工廠真空料液罐上、精制鹽廠的蒸發罐上、化工廠的氯化鉀蒸發罐上等。
（5）投入式液位計。主要應用于精細化工廠廢水池處。
（6）雷達液位計。主要應用于精細化工廠有攪拌的料液儲罐上，化工廠的魚籽鹽結品器上。
（7）浮球液位變送器。主要應用于精細化工廠液溴儲罐及稀酸料液罐上，溴素廠及化工廠的液溴儲罐上。
（8）磁致伸縮液位計。主要應用于精制鹽廠冷凝水平衡桶上。
2．物位儀表的使用經驗
（1）介質為無結晶、無沉淀的料液罐體(如鹵水罐、稀酸罐、清水罐、平衡桶等)首選磁翻板液位計，可實現現場與遠傳兩地顯示，根據罐體的液位計安裝方式分為側裝和頂裝兩種，按照材質分為304、316PP、304襯四氟幾種。液位計材質的選擇主要根據測量介質決定，當測量介質為鹵水、稀酸等有腐蝕性液體時，選用PP(工程塑料)材質或304襯四氟，當測量介質為無腐蝕液體時，可選用304材質。
（2）介質為結晶、沉淀、罐底有攪拌裝置的料液罐體，首選雷達液位計或超聲波液位計。現已使用近30臺雷達液位計，材質根據測量介質分為選用316L或304襯PTFE，非接觸時安裝，有較高精準度。
（3）料液罐內介質為液體上面有較強硬性泡沫，可選用差壓液位變送器。另外，差壓液位變送器也多安裝在蒸發罐上（如12萬Ua真空制鹽項目、15萬t/a真空制鹽項目），飽和鹵水在蒸發罐內蒸發，當達到25°Be左右時，鹽即可析出，這時鹽粒會堵在差壓變送器液相的膜片上，為此在這類裝置上，液相上選用凸面法蘭即可。
（4）液溴容易揮發，有極強烈的毒害性與腐蝕性，在液溴儲罐上，選用浮球液位變送器，浮球液位變送器是全部襯四氟的，連接法蘭也是全襯四氟的，這樣就能較好地切斷液溴對液位計的腐蝕。
（5）直接式物位測量儀表，可直接測量現場觀察，用于就地液位指示，多用于核準自動液位的零位和高位。在多數危化品罐體鍋爐上均安裝直接式物位測量儀表，如玻璃管液位計。
一、物料測量儀表的分類
1．直接式液位測量儀表
主要形式有玻璃管式液位計、玻璃板式液位計，是連通器式儀表，具有結構簡單、價廉、直觀，適于現場使用，不便于遠傳和調節的特點。
2．差壓式液位測量儀表
主要包括壓力式液位計、吹氣法壓力式液位計、差壓式液位（或界面）計三種形式。
（1）壓力式液位計。壓力式液位計采用靜壓測量原理，其穩定性好，髙可靠性，使用壽命長。安裝方便、結構簡單、經濟耐用。
（2）吹氣法壓力式液位計。吹氣法壓力式液位計是在敞口容器中插人一根吹氣管，空氣經浮子流量計和恒流閥和吹氣管路吹人被測液體中，吹氣流量由浮子流量計指示，流量大小由浮子流量計上的流量調節閥設定，恒定流量的氣體從插入液體的吹氣管下端口逸出，鼓泡并通過液體排入大氣。當吹氣管下端有微量氣泡排出時，由差壓變送器指示的壓力值即可反映出液位高度。主要適用于常壓或開口容器，可測量有腐蝕介質，但測量范圍有限，精度取決于變送器精度和穩壓裝置的性能。全機械結構，密封性好，故障率低維護量較小
（3）差壓式液位計。差壓式液位計有氣相和液相兩個取壓口。氣相取壓點處壓力為設備內氣相壓力;液相取壓點處壓力除受氣相壓力作用外，還受液柱靜壓力的作用，液相和氣相壓力之差，就是液柱所產生的靜壓力。它是由于密度變化直接影響到測量結果，適用于密度比較穩定的過程。
3．浮力式液位測量儀表
主要包括恒浮力式液位計、變浮力式液位計。其特點是測量精度不高，維護工作量較少，能實現遠傳和自動調節。
（1）恒浮力式液位計。恒浮力式液位計是依靠浮標或浮子浮在液體中隨液面變化而升降，它的特點是結構簡單、價格較低，適于各種貯罐的測量。
（2）變浮力式液位計。變浮力式亦稱沉筒式液位計，當液面不同時，沉筒浸泡于液體內的體積不同，因而所受浮力不同而產生位移，通過機械傳動轉換為角位移來測量液位。
4．電氣式液位測量儀表
主要包括電接點式液位計磁致伸縮液位計、電容式液位計。
（1）電接點式液位計。電接點水位計根據水與汽電阻率不同而設計，測量筒的電極在水中對筒體的阻抗小在汽中對筒體的阻抗大。隨著水位的變化，電極在水中的數量產生變化。具有以下三個特點:具有閃光、聲音報警功能;具有4～20mA或0～10mA的模擬信號輸出，可接DCS系統，設有保護聯鎖輸出功能;具有自供電功能斷電后可繼續工作4h。
（2）磁致伸縮液位計。磁致伸縮液位計是由變送器的電子部分產生應變脈沖，應變脈沖沿波導管返回并被電子單元所接收，通過精確測量詢問脈沖和返回脈沖之間的時間間隔，可獲得高精度、高重復性的液位值，具有精度高的特點。
（3）電容式液位計。電容式液位計是采用測量電容的變化來測量液面的高低，具有較高的靈敏度。
5．超聲波式液位測量儀表
超聲波物位計工作原理是由超聲波換能器發出高頻脈沖聲波遇到被測物位表面被反射，折回反射回波被換能器接收轉換成電信號，聲波的傳播時間與聲波的發出到物體表面的距離成正比。具有提高儀器可靠性解決物位不平整測量不準確的難題，并大大加強抗干擾能力，可在變電站發射塔附近穩定工作。
計為雷達物位計
6．雷達液位計雷達液位計屬于通用型雷達液位計，它基于時間行程原理的測量儀表。適用于對液體、漿料及顆粒料的物位進行非接觸式連續測量，適用于溫度、壓力變化大，有惰性氣體及揮發存在的場合。
7．放射性液位計
放射性液位計是基于“射線吸收原理”。主要適用于高溫高壓、腐蝕性強、毒性大、煙霧大等一般儀表儀表不能或難以使用的復雜、惡劣工況下料位的測量。
二、鹽化行業物位測量儀表的選型
1．物位測量儀表的使用分布情況
（1）側裝式磁翻板液位計。主要應用在精細化工廠、溴素廠、化工廠，安裝在無結晶料液罐上。
（2）頂裝式磁翻板液位計。主要應用在精細化工廠、溴素廠、化工廠，安裝在無結晶，儀表接口在罐體上方或入地下的料液罐上。
（3）單法蘭液位計。主要應用在精細化工廠精制鹽廠、化工廠，安裝在料液罐上、室外鹵水罐上。
（4）雙法蘭液位計。主要應用在精細化工廠真空料液罐上、精制鹽廠的蒸發罐上、化工廠的氯化鉀蒸發罐上等。
（5）投入式液位計。主要應用于精細化工廠廢水池處。
（6）雷達液位計。主要應用于精細化工廠有攪拌的料液儲罐上，化工廠的魚籽鹽結品器上。
（7）浮球液位變送器。主要應用于精細化工廠液溴儲罐及稀酸料液罐上，溴素廠及化工廠的液溴儲罐上。
（8）磁致伸縮液位計。主要應用于精制鹽廠冷凝水平衡桶上。
2．物位儀表的使用經驗
（1）介質為無結晶、無沉淀的料液罐體(如鹵水罐、稀酸罐、清水罐、平衡桶等)首選磁翻板液位計，可實現現場與遠傳兩地顯示，根據罐體的液位計安裝方式分為側裝和頂裝兩種，按照材質分為304、316PP、304襯四氟幾種。液位計材質的選擇主要根據測量介質決定，當測量介質為鹵水、稀酸等有腐蝕性液體時，選用PP(工程塑料)材質或304襯四氟，當測量介質為無腐蝕液體時，可選用304材質。
（2）介質為結晶、沉淀、罐底有攪拌裝置的料液罐體，首選雷達液位計或超聲波液位計。現已使用近30臺雷達液位計，材質根據測量介質分為選用316L或304襯PTFE，非接觸時安裝，有較高精準度。
（3）料液罐內介質為液體上面有較強硬性泡沫，可選用差壓液位變送器。另外，差壓液位變送器也多安裝在蒸發罐上（如12萬Ua真空制鹽項目、15萬t/a真空制鹽項目），飽和鹵水在蒸發罐內蒸發，當達到25°Be左右時，鹽即可析出，這時鹽粒會堵在差壓變送器液相的膜片上，為此在這類裝置上，液相上選用凸面法蘭即可。
（4）液溴容易揮發，有極強烈的毒害性與腐蝕性，在液溴儲罐上，選用浮球液位變送器，浮球液位變送器是全部襯四氟的，連接法蘭也是全襯四氟的，這樣就能較好地切斷液溴對液位計的腐蝕。
（5）直接式物位測量儀表，可直接測量現場觀察，用于就地液位指示，多用于核準自動液位的零位和高位。在多數危化品罐體鍋爐上均安裝直接式物位測量儀表，如玻璃管液位計。
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