近年來, 我公司承擔的化工、石油等工程中, 采用法蘭差壓變送器做傳感器, 進行密閉式壓力容器的液位測量及控制系統的比例很大。正確地進行現場校準, 關系到儀表系統的檢測精度與可靠性。下面介紹工程中較常見的幾種液位測量、控制系統的現場調試校準方法。
1 密閉壓力容器單法蘭變送器液位測量
密閉容器單法蘭變送器液位測量系統現場校準, 方法基本與常壓容器單法蘭變送器液位系統測量相同, 僅差別在:須將變送器低壓側螺紋口接引壓管與容器頂部相通, 以抵消容器壓力P容的影響, 見圖1。
(1) 密閉容器單法蘭變送器液位測量系統校準。 (1) 密閉容器單法蘭變送器液位測量系統承壓分析:
當液位上限時, 變送器正壓室承壓PH為:PH=P容+h×ρ
式中:h為液位高度 (mm) ;
ρ為物料比重 (g/cm3) ;
P容為密閉容器壓強 (MPa) 。
當液位上限時, 變送器負壓室承壓PL為:PL=P容。
單法蘭變送器正、負壓室差壓即為液體重度壓力:△P=PH—PL=h×ρ。
(2) 單法蘭變送器正壓室輸入靜壓為0至h×ρ (mmH2O) , 調整變送器的“零點”“量程”, 使變送器輸出0至1 0 0% (4 m A～20mA) 。系統即可投入運行。
(2) 現場校準注意事項。 (1) 變送器若異位安裝, 要考慮零點遷移;變送器下移, 要零點正遷, 變送器上移, 要零點負遷。 (2) 變送器法蘭垂直安裝的, 就要垂直校驗, 水平安裝的就要水平校驗, 否則會增加附加誤差。
2 密閉壓力容器遠傳式雙法蘭毛細管遠傳變送器液位測量
化工生產中, 壓力容器液位測量常采用雙法蘭毛細管遠傳變送器。用充液毛細管遠傳信號并隔離某些對測量有影響的工藝介質。雙法蘭變送器安裝方式如圖2示。雙法蘭毛細管遠傳變送器負壓室 (L側法蘭) 安裝于容器上部, 取容器壓力信號。正壓室 (H側法蘭) 安裝于容器下部, 取容器壓力信號和物料重力信號之和。
(1) 雙法蘭安裝高度差產生的附加誤差。遠傳式雙法蘭變送器現場校驗, 要考慮雙法蘭安裝高度差產生的附加誤差:傳毛細管內注入硅油填充液, 填充液對變送器負壓室的靜壓為:PL=h1×ρ充填充液對變送器正壓室的靜壓為:PH=h2×ρ充。
式中:PL為負壓室充液靜壓;
PH為正壓室充液靜壓;
h1為L側法蘭毛細管垂直高度 (mm) ;
h2為H側法蘭毛細管垂直高度 (mm) ;
ρ充為充液比重。
可見:變送器因毛細管充液高度不一致產生了初始負差壓△P0:
△P0= (h1-h2) ×ρ充=△h×ρ充
式中:△h為雙法蘭安裝高度差h1-h2 (mm) 。
這個初始負差壓△P0在現場校驗時, 要采用負遷移零點方法, 消除其影響。
(2) 密閉容器遠傳式雙法蘭變送器液位測量系統現場校準。1) 現場校準時, 應先將雙法蘭變送器L側法蘭, 按實際安裝位置就位固定, 變送器就位于安裝支架上, 將H側法蘭接好試驗管路, 并將其按實際安裝標高放置。這樣量程和零點的校準比較簡單、準確。2) 現場校準步驟。以圖3示某化工廠儲罐為例:密閉容器測量范圍x=1800mm, L側法蘭毛細管垂直高h1=2500mm、H側法蘭毛細管垂直高h2=2 0 0 m m, 物料比重ρ=1.15, 校準步驟如下。
(1) L側法蘭就位于容器頂部, H側法蘭按安裝標高放置, 變送器就位。
(2) 打開變送器后蓋, 將遷移插頭由無遷移改為負遷移位置。
(3) 變送器L側法蘭 (負壓室) 在此時, 因雙法蘭安裝高度差h1-h2 (mm) 。承受初始負差壓 (△P0=△h×ρ充) , 約2300mmH2O, 調整“零點”, 在負遷移作用下變送器輸出0% (4mA) 。
(4) H側法蘭 (變送器正壓室) 輸入靜壓PH=x (mm) ×ρ物。
當滿量程時:x=1800mm, PH=1800×1.15=2070mmH2O。
調整變送器“量程”, 對應變送器輸出100% (20mA) 。反復幾次調整, 使測量范圍x在0～1800mm高度變化時, 變送器輸出0～100% (4mA～20mA) 。如圖3所示。
(5) 校準后的變送器, 在安裝H側法蘭后, 應再檢查一下零點, 修正因H側法蘭毛細管微小高度變化引起的零點飄移。“量程”不可再調整。
3 結語
工程壓力容器的法蘭差壓變送器液位測量系統, 采用上述方法進行的液位測量及控制系統的現場校準, 儀表系統的檢測精度可以達到0.5%的滿量程誤差要求?？刂葡到y運行可靠。法蘭變送器校驗時, 最好使法蘭在水平位置進行, 以免因液壓頭變化, 重遷零點, 以保證測量精度。
摘要：化工、石油工程中, 廣泛地采用法蘭差壓變送器做傳感器, 進行壓力容器的液位測量。液位測量及控制系統的現場校準, 關系到儀表系統的檢測精度與可靠性。本文介紹我司工程中, 法蘭差壓變送器液位測量系統現場的幾種調試方法。
關鍵詞：法蘭差壓變送器,液位測量,現場校準