外測液位計測量液氯貯槽偏差分析

液氯貯槽的液位測量反映液氯儲存量，直接指導安全生產排程。因液氯具有易揮發、與氫混合產生爆炸性混合氣體等特性，其液位測量若采用差壓測量方式易堵塞，用雷達直接測量易受揮發影響，測量效果都不理想。因此如何穩定、準確地進行液位測量，避免虛假液位出現，是關系著氯堿工藝安全生產可靠穩定運行的重要因素。

1某氯堿廠液氯貯槽液位測量歷史

某氯堿廠氯堿裝置為2005年建設，其中共設計8套臥式液氯貯槽(設備A～H)。一直以來，液氯貯槽液位測量的可靠性成為安全生產的重點監測對象。原設計中液氯貯槽設計有現場液位計和遠傳液位計雙計量方式。其中現場液位計采用鋼簧管液位顯示，它利用液氯的特性，液氯淹沒部分的鋼簧管外部會結霜，操作人員現場觀察可判斷液氯液位，但有一定的滯后，易受溫度、濕度等影響。遠傳液位計zui初選擇的是射頻導納式液位計，因絕緣和粘附導致電量變化，受介電常數變化等影響，測量可靠性不高;后試用雷達液位計也因雷達波不能穩定穿射低溫空氣等原因，使用效果不佳;后根據行業其他廠方使用案例，采用聲吶式外測液位計，經過使用對比，此液位計靜態測量滿足使用要求，而且液位計不接液，安裝方便，降低了使用維護的安全隱患，但在生產過程中，因液氯儲存量的實時變化，經聲吶式外測液位計測量液氯貯槽液位時有檢測死區產生，液位指示偏差嚴重影響其工藝排程。

2聲吶式外測液位計故障分析

2．1測量原理

聲吶式外測液位計利用聲吶回波測距原理，不接觸罐內介質，在容器壁外測量液位。測量探頭發射和接收聲吶信號，穿透容器壁在液體中形成回波，原理如圖1所示，其中L為液面距罐底高度，V為聲吶在介質內的傳播速度，T為聲波發送到接收所用的時間，有L=VT/2。

2．2故障與分析

聲吶式外測液位計使用過程中有如下故障:

a．空槽復裝后，液位過低時顯示盲區值不變化;

b．儀表顯示數值與現場液位計偏差大;

c．儀表故障報警，液位未達到校準高度(貯槽半徑)時，或校準探頭與罐壁間耦合劑流失時自動校準功能失效。

相應故障原因分析如下:

a．空槽復裝后，液位在盲區(滿量程的5%～10%)下顯示盲區值不變化，軟件不能識別此過程變化的液位回波信號;

b．虛假回波等干擾造成與現場液位計偏差大;

c．校準探頭與罐壁耦合不良。

3改進措施

針對聲吶式外測液位計使用過程中出現的故障，采用以下措施進行規避:

a．軟件不能識別過程變化。經過聲吶式測量原理分析可知，因測量介質發生變化后，聲波在介質內的傳播速度發生了變化，具體表現為貯槽空槽復裝后液位顯示盲區值不變化的故障，原因主要是二次表不能識別低液位過程變化的回波信號，回波信號的識別需要軟件算法考慮特殊情況下的過程變量，對此需要對二次表進行數據庫升級，其中不能識別回波的表現中虛假回波對識別過程形成了干擾。

b．虛假回波等干擾。針對虛假回波，在試驗過程中發現通過調整主機的閾值電壓，示波器檢測的回波出現可控變化，是屏蔽虛假回波等故障的有效手段，經過試驗通過調整主機的閾值電壓可屏蔽90%此類故障，其效果如圖2所示。

c．自動校準功能失效。自動校準的主要原理是通過校準探頭測量聲波在介質內的傳播速度對液位檢測進行修正，如不能修正聲波傳輸速度，那么當介質發生變化其傳播速度相應發生變化后測量會產生偏差。該功能失效的主要原因為校準探頭與罐壁耦合不良，因長時間使用密封膠密封效果變差，導致罐壁外層氧化銹蝕，通過對設備面打磨清洗，對探頭面清洗，加裝耦合劑，固定安裝后可屏蔽85%此類故障。

4效果分析

筆者在使用以上改進措施對聲吶式外測液位計進行改進后，將改進前后的效果分別列于表1、2，經過計算后可以看出單臺設備的月故障率明顯降低。

5結束語

通過改進解決了某氯堿企業液氯貯槽外測式液位計頻繁出現虛假液位的問題。為確保設備穩定運行，對現有測量算法和設備進行了調整，達到了氯堿企業對液氯貯槽液位準確計量的要求。

 

 

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