硫磺装置制硫炉汽包液位测量液位不正常现象的分析和解决

刘永东 丁捍道

中国石油天然气第七建设有限公司 山东青岛 266300

1 引言

某硫磺装置制硫炉子在烘炉时，发现汽包液位显示不一致。汽包上安有2 台导波雷达液位计，1 个双法兰液位计，1 个平衡容器液位计，2 个玻璃板。当温度升高时，双法兰液位计显示偏差10%，经过迁移后显示正常；但随着温度的不断升高，双法兰偏差越来越大。经过不断负迁移后，随着温度的升高，其偏差仍然存在。

2 原因分析

经现场反复检查测试，发现该双法兰为高温型变送器，其中膜盒硅油为高温型，毛细管硅油为普通型，两种硅油密度不同，导致双法兰液位计显示与现场液位计指示不一致。

另外一个原因是，在变送器单体校验时，未考虑汽包中液体的密度变化，从而造成液位的测量误差。当水温升高时，汽包中的液体密度会变小。

3 解决方法

3.1 安装隔离管和隔离罐

根据测量常态液位时的变送器安装经验，同时结合平衡容器的原理，如果在负压侧安装一个隔离管，可减小水温对冷凝液的影响。同时，根据地域差别对隔离罐进行合理保温，避免因锅炉启动初期温度和压力变化无常对测量准确度的影响。通过尽量保证变送器正负压介质温度一致，密度问题基本就解决了。一般工业使用的隔离罐内径均为100mm，根据设计在硫化炉采用双法兰变送器可知，硫化炉汽包水温不会很高。为了防止隔离管的液位气化，密度发生变化影响测量结果，特制了隔离罐，并把隔离罐制作成90°或者V 型。这样就可以防止负压室的介质汽化，从而消除高温蒸汽对变送负压室的影响。同时，采用温度补偿的方法，在生产过程中优化补偿信号的处理，就可以实现双法兰液位计对汽包液位的准确控制。设计示意图见图1。

图1 安装隔离管和隔离罐设计示意图

3.2 统一更换为高温型硅油

双法兰液位变送器由与工艺介质接触的敏感测压膜片、填充导压硅油的远传压力毛细管、差动电容式敏感测压元件及电子放大器组成。膜片的作用是防止管道中的介质直接进入差压变送器， 它与变送器之间是通过注满液体的毛细管相接。当膜片受压后产生微小变形，变形位移通过毛细管的液体传递给变送器，再由变送器处理后转换输出4～20mA 直流电流信号。液位变送器就是通过变送器正负压测膜盒检测汽包内液面上、下压强，再通过毛细管传至差动电容式敏感测压元件，检测出液位差压变化，实现液位测量。该双法兰为高温型变送器，膜盒硅油充的是高温型，而毛细管硅油充的是普通型，两种硅油密度不一样，导致双法兰液位计显示与现场液位计指示不一致。为此，联系厂家将双法兰液位变送器的膜盒硅油及毛细管内硅油统一充为高温型硅油，待汽包温度正常后进行迁移，随后显示正常。

3.3 注意修正密度

由于双法兰差压变送器测量液位主要与被测液体的密度相关，而汽包中介质的密度又与温度压力有关。所以在调试时，要根据汽包正常工作时的温度和压力，对密度进行修正，这样才能确保测量的准确性。水在4℃时的密度为1，在100℃时的密度为0.9584，如果单校时不考虑温度对介质密度的影响，那汽包温度达到100℃时，误差将达到4.16%。

4 结束语

仪表设备在投用过程中往往会出现不可预见的种种问题，只有通过缜密的分析和及时的处理，将出现的问题彻底解决，才能确保装置安全、平稳的运行。

双法兰液位变送器在工业生产中起着重要的作用，通过问题的分析及处理，明确了双法兰液位变送器安装、试运过程中的关键点以及注意事项，这对双法兰液位变送器安装、调试方法的完善及优化施工质量具有一定借鉴意义。