本文煙氣脫硝工藝中差壓變送器液氨儲罐液位測量介資料由優(yōu)質(zhì)變送器生產(chǎn)報價廠家為您提供。

液氨作為重要的化工原料，在生產(chǎn)和儲存過程中液位的測量和控制是一項重要的工作。液氨本身是一種有毒物質(zhì)，在常溫常壓下極易溶于水。為了便于運輸和儲存，氣態(tài)氨通常被加壓或冷卻以獲得液氨，液氨被儲存在耐壓鋼瓶或儲存罐中。儲罐中液氨的量可以通過液位檢測來監(jiān)控。液氨廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)，如火電廠、鋼鐵廠等煙氣脫硝工藝。氨脫硝工藝中常用的氨可以通過蒸發(fā)液氨來制備。為了幫助用戶在生產(chǎn)中更合理、有效、準(zhǔn)確地測量液位計，結(jié)合煙氣脫硝工藝中液氨儲罐的工藝特點和液氨特性，針對液氨儲罐液位計的選擇，通過分析差壓液位測量原理，探討了法蘭式差壓變送器在液氨儲罐液位檢測中的應(yīng)用、注意事項及存在的問題。

液氨站簡介

煙氣脫硝處理工藝中液氨站的目的是生產(chǎn)和制備氣態(tài)氨。主要設(shè)備包括液氨排放壓縮機、液氨儲罐、液氨蒸發(fā)器、氨緩沖罐、氨稀釋罐、廢水罐及其相關(guān)的泵、閥門、管道和其他附件(圖1)。液氨供應(yīng)由液氨罐車運輸，液氨罐車通過吊管卸料臂與氨儲存系統(tǒng)連接，液氨由卸料壓縮機從罐車輸入液氨儲罐；利用液氨儲罐與液氨蒸發(fā)器之間壓力差和液氨的重力勢能將液氨輸送到液氨蒸發(fā)器中蒸發(fā)生成氨。

圖1液氨站工藝流程

從以上過程可以看出，液氨儲罐作為液氨站的儲存設(shè)備，相當(dāng)于液氨站的原料中心，負(fù)責(zé)生產(chǎn)氣態(tài)氨的原料儲存。根據(jù)《火力發(fā)電廠煙氣脫硝設(shè)計技術(shù)規(guī)程》，液氨站按乙級火災(zāi)危險等級設(shè)計，因此該區(qū)域的電氣控制設(shè)備應(yīng)考慮防爆

圖2液氨儲罐單體示意圖

本項目液氨儲罐為臥式靜置儲罐。對其工況的分析表明:1)儲罐中液氨的工作壓力為1.5兆帕，溫度為25℃，介質(zhì)相對清潔，儲罐內(nèi)部以氣液兩相形式存在，上部以氣相形式存在。液氨本身沒有腐蝕和粘附問題，但遇有腐蝕性的水，它會迅速吸收并產(chǎn)生氨水。2)儲罐液位范圍波動小，測量區(qū)域液體介質(zhì)中沒有其他設(shè)備的干擾。

2.2選擇方案

根據(jù)上述液氨儲罐的工作條件，可以應(yīng)用幾種常見的液位檢測儀表，如差壓液位計、磁翻板液位計、電容式液位計和雷達液位計(包括導(dǎo)波雷達液位計等)。)。但是，液氨儲罐是壓力容器，對液位檢測有特殊要求。根據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，爆炸性、高毒性、高危險性介質(zhì)的液化氣體壓力容器有防止泄漏的保護裝置。為了滿足這一要求，液位檢測方案相對有限。由于本項目儲罐體積較大，其液位檢測采用兩種方案:現(xiàn)場顯示液位采用磁性翻板液位計(現(xiàn)場液位計口)，遠程控制室液位檢測采用法蘭型差壓變送器信號傳輸(現(xiàn)場液位計口)。兩種方案都有隔離保護裝置來防止泄漏，如圖3所示。

圖3磁性翻板液位計和法蘭類型差壓變送器

從圖3可以看出，如果要檢修和維護液位計，可以通過關(guān)閉閥門一次來確保液氨在檢修和維護期間不會泄漏。

如圖2所示，右側(cè)兩個儀表開口安裝為磁場指示的磁性翻板儀表。在圖中，左側(cè)有兩個孔，安裝時法蘭類型差壓變送器。但是，安裝位置不是絕對的，磁性翻板液位計和法蘭類型差壓變送器的安裝位置是根據(jù)現(xiàn)場工況布置確定的。磁性翻板液位計用于指示現(xiàn)場的液位，并安裝在面向氨卸載區(qū)的現(xiàn)場操作人員可以直接觀察到的位置。

本工程液氨儲罐集中控制液位計選用法蘭類型差壓變送器的液位計，主要考慮法蘭類型差壓變送器設(shè)有一次閥，起到隔離和安全保護作用。這一點尤其重要，因為液氨站屬于防爆區(qū)域。除防爆外，液位計還需要考慮與工藝管道設(shè)備連接處的密封安全措施，以確保不泄漏。如果選擇了頂部安裝的非接觸式液位計，例如雷達液位計(圖4)。由于與罐式設(shè)備的連接處沒有隔離措施，當(dāng)液位計需要維修時，不能在正常生產(chǎn)操作中拆卸。一旦液位計需要檢修和維護，只有在儲罐中的液氨完全卸載，并使用氮氣置換確保儲罐中沒有液氨和氨后才能拆卸液位計，這將影響正常的工藝生產(chǎn)。當(dāng)選擇法蘭類型差壓變送器時，當(dāng)變送器需要檢修和維護時，只需關(guān)閉閥門一次即可拆卸和組裝變送器，無需考慮拆卸和組裝過程中液氨的泄漏，不會影響系統(tǒng)的正常運行。

圖4雷達液位計的安裝

3安裝注意事項

法蘭類型差壓變送器安裝時的注意事項如下。

3.1安裝位置的選擇

差壓液位測量的原理主要基于公式(1):

△P=ρgh (1)

其中△P代表壓差，ρ代表介質(zhì)密度，g代表重力加速度，h代表高度。如果ρ相對恒定，只要△P已知，就可以得到所需的高度值。本工程采用的法蘭類型差壓變送器為雙法蘭類型差壓變送器，安裝方式有三種，如圖5所示

圖5雙法蘭安裝位置差壓變送器

三個安裝位置相同，其測量范圍和遷移量分析計算如下:

1)范圍計算。以安裝在兩個法蘭中間的變送器為例，當(dāng)液位最高時，法蘭變送器高壓側(cè)的壓力P1=(H1+H2)ρ中等G+P0-H1ρ 0g。其中ρ是被測介質(zhì)的密度；ρ0是變送器波紋管中填充液體的密度，P0是容器中的壓力；g是重力加速度。當(dāng)液位最低時，法蘭變送器高壓側(cè)的壓力為P2 =-H1ρ 0g+P0，因此變送器量程△ p = PP2 = (H1+H2) ρ介質(zhì)g=H0 ρ介質(zhì)G。同樣的方法可以證明安裝在兩個法蘭上下的變送器的量程為H0 ρ介質(zhì)g. 2)零點偏移計算。仍以安裝在兩個法蘭中間的變送器為例，當(dāng)液位最低時，法蘭變送器的高壓側(cè)壓力為P2 =-H1 ρ 0g+P0，法蘭變送器的低壓側(cè)壓力P3=H2ρ0g+ P0，因此變送器的遷移量Z = PP3 =-(H1+H2)ρ0g =-H0ρ0g。同樣的方法可以證明安裝在兩個法蘭上下的變送器的遷移量是相同的。

總之，無論變送器安裝在兩個法蘭的頂部、中部還是底部，遷移量和范圍都是相同的。然而，變送器上的靜態(tài)壓力在三個安裝位置是不同的。當(dāng)液位最低時，變送器高低壓側(cè)的靜壓P2(高壓側(cè))和P3(低壓側(cè))如下:當(dāng)變送器安裝在最低位置時，P2=H1 ρ0 g+P0，P3 = H2ρ0g+P0；當(dāng)變送器安裝在中間位置時，P2 =-H1 ρ 0g+P0，P3 = H2ρ0g+P0；當(dāng)變送器安裝在最高位置時，P2 =-H1ρ0g+P0；P3=-H2ρ0g+P0 .如果P0=0，當(dāng)變送器安裝在2個法蘭下時，P2和P3均為正壓；當(dāng)變送器安裝在中間位置時，P2為負(fù)壓，P3為正壓。當(dāng)安裝在兩個法蘭的頂部時，P2和P3都處于負(fù)壓下。如果變送器在負(fù)壓狀態(tài)下工作，超過其允許的負(fù)壓值，填充液將會蒸發(fā)，隔離膜將會凸出，從而導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確，甚至損壞儀器。如果容器內(nèi)壓力高，即P0大于H1ρ0g和H2ρ0g，變送器可安裝在任何位置，高低壓側(cè)不會出現(xiàn)負(fù)壓。然而，容器中總是有一個空的沒有壓力的罐，甚至有時它被抽空。因此，當(dāng)P0為負(fù)值時，法蘭變送器的正確安裝位置必須安裝在兩個法蘭下方。只有這樣才能避免負(fù)壓，確保正確測量。通過以上分析，可以看出選擇第一種安裝方式是最好的。

3.2安裝零件的選擇

1)應(yīng)該注意的是，蝶閥不能用于主閥選擇。否則，閥板在開啟過程中會接觸到隔離法蘭的隔膜，影響測量精度，并可能損壞隔膜。一旦隔離法蘭隔膜損壞，整個變送器將報廢。

2)緊固件的選擇主要是墊片的選擇。從圖3可以看出，隔離法蘭與主閥法蘭連接，需要墊片來緊固主閥法蘭與罐法蘭之間的連接，墊片必須是金屬纏繞石墨墊片，這樣墊片在高壓下具有良好的密封性能，適用于液氨罐等密封等級要求高的地方。此外，在安裝和緊固過程中，不得將隔膜壓在隔膜上，否則會影響測量。

4存在的問題

法蘭類型差壓變送器有其優(yōu)點，但也存在一些問題。例如，由于環(huán)境溫度的影響，毛細(xì)管中硅油的密度也會受到影響，從而導(dǎo)致測量誤差。此外，當(dāng)滿足安裝要求時，毛細(xì)管的長度應(yīng)盡可能短。通常，大型液氨儲罐需要兩種液位計。磁性翻板液位計將配備液氨儲罐制造商的設(shè)備，僅用于本地顯示。然而，法蘭類型差壓變送器用于檢測液位，有時磁性翻板液位計的指示值用于驗證測量值是否相對準(zhǔn)確。此外，應(yīng)該特別注意的是，差壓液位檢測是基于相對穩(wěn)定的介質(zhì)密度。儲罐中液氨的比重會隨著環(huán)境溫度的變化而略有變化，這相對于工業(yè)過程控制可以忽略不計，但多少仍會影響液位測量的準(zhǔn)確性。

結(jié)論

沒有一種測量儀器是完美的，特別是在工業(yè)過程控制中，面對復(fù)雜多變的工作環(huán)境，只有從綜合的角度才能選擇最合適的儀器。本文介紹的法蘭式2+液位計作為液氨儲罐的液位計，也存在很多不足，但液氨作為一種易燃、有毒物質(zhì)，在選擇液氨儲罐液位計時，需要從安全維護的角度多加考慮。

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