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      磁翻板液位計在硫酸生產中的應用

      發布時間:2020-12-03??點擊次數:233次

      在硫酸生產中,由于w(H2SO4)≥98.3%濃硫酸的強烈腐蝕性和揮發性,液硫的蒸發及其黏度大、冷凝快等特點,常用的非接觸式液位測量儀表在硫酸裝置中的應用很難達到理想效果。在液位測量儀表中,磁翻板液位計具有測量范圍大,不受儲罐高度的限制,指示機構與被測介質完全隔離,密封性好,可靠性高,使用安全,且價格不貴便于維護等特點,是應用最廣泛的液位測量儀表之一。筆者主要介紹本公司所用的磁翻板液位計在硫酸液位測量及液硫液位測量中的應用經驗及其技術改進措施,供同行參考。
      2磁翻板液位計的結構和工作原理
      2.1磁翻板液位計的結構和工作原理
        磁翻板液位計是根據磁性原理、阿基米德浮力定律等巧妙地結合機械傳動的特性而開發研制的一種專門用于液位測量的裝置。典型的磁翻板液位計結構如圖1所示。
      磁翻板液位計結構圖
        該液位計設有一容納浮球的腔體稱其為主體管或導向管,磁翻板液位計通過法蘭或其他接口與容器組成一個連通器,這樣導向管內的液面與容器內的液面處于相同高度。故導向管內的浮球會隨著容器內液面的升降而升降。為了能很方便地看到液位,在導向管的外面裝了一個翻柱顯示器。因為在制造浮球時在浮球沉入液體與浮出部分的交界處安裝了磁鋼,它與浮球隨液面升降時,它的磁性透過導向管傳遞給翻柱顯示器,推動磁翻柱轉180°;由于磁翻柱是有紅、白兩個半圓柱合成的圓柱體,所以轉180°后朝向翻柱顯示器外的會改變顏色,兩色交界處即是液面的高度[1]。如需遠傳信號,增加與磁翻柱同樣長度的干簧管和變送器配套使用即可。
      2.2垂直安裝位置的選擇
        磁翻板液位計安裝位置的選擇應根據該點的液位是否能真實反應酸槽實際液位。酸槽上磁翻板液位計垂直安裝位置的選擇如圖2所示。
      磁翻板液位計垂直安裝位置示意
        圖2中,B點靠近電機和泵,磁翻板液位計安裝在此處既影響電機及泵的檢修,又因泵附近液位的環流波動較大,對浮子導向管沖刷嚴重,故B點不合理;C點處因有管道通過,不便維護且影響管道和泵、電機等的起吊更換,故也不能選擇C點;A點遠離泵和電機,且有足夠的空間安裝翻板,便于維護,所以A點較為合適。
      2.3側裝式磁翻板液位計導向管的設計
        側裝式磁翻板液位計要能穩定長周期運行,其導向管的設計是至關重要的。其關鍵因素有:①管徑不宜太小,與浮子間間隙在1cm左右;②盡量不要有內襯;③材質成分最好選用不低于316L的不銹鋼管;④罐體引流管直徑盡量小于浮子直徑;⑤導向管上下端部均采用法蘭式密封,以便維護。
      側裝式磁翻板液位計的安裝結構如圖3所示。
      側裝式磁翻板液位計安裝結構示意
      3磁翻板液位計在硫酸生產中的應用
      3.1在硫酸液位測量中的應用
        磁翻板液位計應用在硫酸液位測量時,我公司曾選擇圖1中垂直安裝的B、C點作為安裝位置,均出現較為嚴重的測量故障和維護不便,改為A點已正常穩定使用近1年。
        但后來發現A點翻板有卡死現象,經停車拆開發現浮子導向管內襯四氟破裂導致酸泥進入夾層膨脹卡死浮子,且316L不銹鋼保護管也腐蝕嚴重,有的地方厚度僅有1mm。經討論分析,因酸槽內襯有瓷磚,故改為側面安裝。如圖3所示,A點為槽蓋開孔處,A1點為導向管下端連接處。
        經過一年多來的運行實踐表明,這種安裝方式能準確測量槽內液位,浮子再未出現卡死的情況,沒有罐內硫酸的環流沖刷,主體管也沒有了沖刷腐蝕。經裝置大修期間拆開檢查,主體管內壁無明顯腐蝕,也沒有酸泥附在內壁,浮子也沒有任何破損和變形,不僅使用壽命延長,而且安全可靠,基本免維護。
        側面安裝方式的關鍵點在于:①酸槽內壁襯有瓷磚,故引流管上開孔應選擇槽蓋合適位置,下孔最好在進口管上,且均需加閥門,便于維護;②考慮管內硫酸在極端天氣時對磁翻柱及測量裝置的影響,因本公司循環槽溫度在75℃左右,為避免夏天溫度過高影響傳感器測量,冬天防凍,管徑D應在80mm以上可保證正常測量。
      3.2在液體硫磺液位測量中的應用
        因硫磺的熔點為119℃,當磁翻板液位計用于液體硫磺液位測量垂直安裝時,硫蒸氣進入浮球導向管冷凝,導致浮球卡死,且不便清理,液位計只能報廢。側裝式磁翻板液位計在液體硫磺的液位測量中更是少有成功的案例,因為要用夾套管通蒸汽保證管內硫磺不凝固,又不影響管外干簧管及變送器的壽命很難。
        某公司原精硫槽采用直裝式磁翻板液位計測量液位,使用壽命不超過半年就會出現浮球卡死現象。液硫儲存大罐所用側裝式磁翻板液位計自安裝以來近10年,一直沒有成功投用。故在實際應用的基礎上總結經驗,對成套磁翻板液位計進行適當的改進后,進行分體式安裝(直裝和側裝均可),見圖4。
      而帶有遠傳變送器的磁翻板液位計,在其變送器部分及電氣部分的工作原理是利用磁性浮子作用在磁簧開關導致連入回路的電阻數目的變化,進而使得傳感器部分可以發生與液位變化相對應的電阻信號。通過信號轉化器,就可以把電阻信號轉化成4~20mA的電流信號。磁翻板液位計的電子元件幾乎沒有電容器、電感等儲能元器件??梢辕B加通訊協議,也可以使用總線通訊。
       
          為了擴大磁翻板液位計的使用范圍,還可以根據相關標準及要求增加液位變送裝置,以輸出多種電信號。其中,4~20mA電流信號是比較常用的一種。比如:在監測液位的同時磁控開關信號可用于對液位進行控制或報警;在翻柱液位計的基礎上增加了 4~20mA 變送傳感器,在現場監測液位的同時,將液位的變化通過變送傳感器、線纜及儀表傳到控制室,實現遠程監測和控制。這個就是磁翻板液位計現實遠傳信號輸出的原理及過程。

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