本文煙氣脫硝工藝中差壓變送器液氨儲(chǔ)罐液位測(cè)量介資料由優(yōu)質(zhì)變送器生產(chǎn)報(bào)價(jià)廠家為您提供。

液氨作為重要的化工原料，在生產(chǎn)和儲(chǔ)存過程中液位的測(cè)量和控制是一項(xiàng)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(yùn)輸和儲(chǔ)存，氣態(tài)氨通常被加壓或冷卻以獲得液氨，液氨被儲(chǔ)存在耐壓鋼瓶或儲(chǔ)存罐中。儲(chǔ)罐中液氨的量可以通過液位檢測(cè)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(cè)量液位計(jì)，結(jié)合煙氣脫硝工藝中液氨儲(chǔ)罐的工藝特點(diǎn)和液氨特性，針對(duì)液氨儲(chǔ)罐液位計(jì)的選擇，通過分析差壓液位測(cè)量原理，探討了法蘭式差壓變送器在液氨儲(chǔ)罐液位檢測(cè)中的應(yīng)用、注意事項(xiàng)及存在的問題。

液氨站簡(jiǎn)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(jī)、液氨儲(chǔ)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(yùn)輸，液氨罐車通過吊管卸料臂與氨儲(chǔ)存系統(tǒng)連接，液氨由卸料壓縮機(jī)從罐車輸入液氨儲(chǔ)罐；利用液氨儲(chǔ)罐與液氨蒸發(fā)器之間壓力差和液氨的重力勢(shì)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(chǔ)罐作為液氨站的儲(chǔ)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(chǔ)存。根據(jù)《火力發(fā)電廠煙氣脫硝設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》，液氨站按乙級(jí)火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)設(shè)計(jì)，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(chǔ)罐單體示意圖

本項(xiàng)目液氨儲(chǔ)罐為臥式靜置儲(chǔ)罐。對(duì)其工況的分析表明:1)儲(chǔ)罐中液氨的工作壓力為1.5兆帕，溫度為25℃，介質(zhì)相對(duì)清潔，儲(chǔ)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(huì)迅速吸收并產(chǎn)生氨水。2)儲(chǔ)罐液位范圍波動(dòng)小，測(cè)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(chǔ)罐的工作條件，可以應(yīng)用幾種常見的液位檢測(cè)儀表，如差壓液位計(jì)、磁翻板液位計(jì)、電容式液位計(jì)和雷達(dá)液位計(jì)(包括導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)等)。)。但是，液氨儲(chǔ)罐是壓力容器，對(duì)液位檢測(cè)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(xiǎn)性介質(zhì)的液化氣體壓力容器有防止泄漏的保護(hù)裝置。為了滿足這一要求，液位檢測(cè)方案相對(duì)有限。由于本項(xiàng)目?jī)?chǔ)罐體積較大，其液位檢測(cè)采用兩種方案:現(xiàn)場(chǎng)顯示液位采用磁性翻板液位計(jì)(現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)口)，遠(yuǎn)程控制室液位檢測(cè)采用法蘭型差壓變送器信號(hào)傳輸(現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)口)。兩種方案都有隔離保護(hù)裝置來防止泄漏，如圖3所示。

圖3磁性翻板液位計(jì)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(hù)液位計(jì)，可以通過關(guān)閉閥門一次來確保液氨在檢修和維護(hù)期間不會(huì)泄漏。

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

本工程液氨儲(chǔ)罐集中控制液位計(jì)選用法蘭類型差壓變送器的液位計(jì)，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(hù)作用。這一點(diǎn)尤其重要，因?yàn)橐喊闭緦儆诜辣瑓^(qū)域。除防爆外，液位計(jì)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(jì)，例如雷達(dá)液位計(jì)(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(jì)需要維修時(shí)，不能在正常生產(chǎn)操作中拆卸。一旦液位計(jì)需要檢修和維護(hù)，只有在儲(chǔ)罐中的液氨完全卸載，并使用氮?dú)庵脫Q確保儲(chǔ)罐中沒有液氨和氨后才能拆卸液位計(jì)，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(shí)，當(dāng)變送器需要檢修和維護(hù)時(shí)，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(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

圖4雷達(dá)液位計(jì)的安裝

3安裝注意事項(xiàng)

法蘭類型差壓變送器安裝時(shí)的注意事項(xiàng)如下。

3.1安裝位置的選擇

差壓液位測(cè)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(duì)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(gè)安裝位置相同，其測(cè)量范圍和遷移量分析計(jì)算如下:

1)范圍計(jì)算。以安裝在兩個(gè)法蘭中間的變送器為例，當(dāng)液位最高時(shí)，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(cè)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(shí)，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(gè)法蘭上下的變送器的量程為H0 ρ介質(zhì)g. 2)零點(diǎn)偏移計(jì)算。仍以安裝在兩個(gè)法蘭中間的變送器為例，當(dāng)液位最低時(shí)，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(gè)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(gè)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(gè)安裝位置是不同的。當(dāng)液位最低時(shí)，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(shí)，P2=H1 ρ0 g+P0，P3 = H2ρ0g+P0；當(dāng)變送器安裝在中間位置時(shí)，P2 =-H1 ρ 0g+P0，P3 = H2ρ0g+P0；當(dāng)變送器安裝在最高位置時(shí)，P2 =-H1ρ0g+P0；P3=-H2ρ0g+P0 .如果P0=0，當(dāng)變送器安裝在2個(gè)法蘭下時(shí)，P2和P3均為正壓；當(dāng)變送器安裝在中間位置時(shí)，P2為負(fù)壓，P3為正壓。當(dāng)安裝在兩個(gè)法蘭的頂部時(shí)，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(huì)蒸發(fā)，隔離膜將會(huì)凸出，從而導(dǎo)致測(cè)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(huì)出現(xiàn)負(fù)壓。然而，容器中總是有一個(gè)空的沒有壓力的罐，甚至有時(shí)它被抽空。因此，當(dāng)P0為負(fù)值時(shí)，法蘭變送器的正確安裝位置必須安裝在兩個(gè)法蘭下方。只有這樣才能避免負(fù)壓，確保正確測(cè)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(huì)接觸到隔離法蘭的隔膜，影響測(cè)量精度，并可能損壞隔膜。一旦隔離法蘭隔膜損壞，整個(gè)變送器將報(bào)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(jí)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(huì)影響測(cè)量。

4存在的問題

法蘭類型差壓變送器有其優(yōu)點(diǎn)，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(huì)受到影響，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。此外，當(dāng)滿足安裝要求時(shí)，毛細(xì)管的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短。通常，大型液氨儲(chǔ)罐需要兩種液位計(jì)。磁性翻板液位計(jì)將配備液氨儲(chǔ)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(cè)液位，有時(shí)磁性翻板液位計(jì)的指示值用于驗(yàn)證測(cè)量值是否相對(duì)準(zhǔn)確。此外，應(yīng)該特別注意的是，差壓液位檢測(cè)是基于相對(duì)穩(wěn)定的介質(zhì)密度。儲(chǔ)罐中液氨的比重會(huì)隨著環(huán)境溫度的變化而略有變化，這相對(duì)于工業(yè)過程控制可以忽略不計(jì)，但多少仍會(huì)影響液位測(cè)量的準(zhǔn)確性。

結(jié)論

沒有一種測(cè)量?jī)x器是完美的，特別是在工業(yè)過程控制中，面對(duì)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(jì)作為液氨儲(chǔ)罐的液位計(jì)，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(chǔ)罐液位計(jì)時(shí)，需要從安全維護(hù)的角度多加考慮。

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