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调试| 差压式液位计零点迁移

 王若成 2019-03-03

 作者简介:柳北剑(1987—)江苏徐州人,从事化工行业12年,曾多次参与建厂及原始开车,实战经验较为丰富,目前就职于江苏威名石化,任工程师职位。

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所谓零点迁移,就是为克服差压液位计在安装过程中,由于变送器取压口与容器取压口不在同一水平线或采用隔离措施后产生的零点偏移,而采取的一种技术措施。

在仪表施工的过程中,出于对设备安装位置和便于维护及工艺人员操作等方面的考虑,变送器不一定都能与取压点在同一水平面上;又如被测介质是强腐蚀性或重粘度的液体,不能直接把介质引入变送器,必须安装隔离液罐,用隔离液来传递压力信号,以防被测仪表被腐蚀。这时就要考虑被测介质和隔离液柱对测压仪表读数的影响。为了消除安装位置或隔离液对测压仪表读数的影响,因此要进行零点迁移,差压变送器使用应注意可用量程,包含硅油迁移量,特别是对于小量程差压变送器。零点迁移可分为三大类:无迁移、负迁移、正迁移。

无迁移举例:

差压式液位计是通过液体对变送器正负压室上产生的差压来进行测量的,如果变送器的正、负压室与容器的取压点处在同一水平面上,H=0时,ΔP=0;即ΔP=P正-P负=ρgH,压力会随着液位的升高而呈线性变化

如储罐内的液体密度为1.2液位在0-4m范围内浮动求变送器的量程

根据公式ΔP=P正-P负=ρgH

满液位时P1 =1.2×9.8×4=47.06Kpa

空液位时P1 =1.2×9.8×0=0Kpa

/空液位时:P2=0 Kpa

变送器的量程为0-47.06 Kpa

迁移举例

当差压变送器在液位基准面下方h处时,这个时候就需要做正迁移了。

    如储罐内的液体密度为1.2液位H0-4m范围内浮动,h为1m,求变送器的量程

根据公式ΔP=P正-P负=ρgH

低压侧P2:因与大气相通默认为0

高压侧P1P1ρg(H+h)

满液位时P1 =1.2×9.8×(4+1=58.8Kpa

空液位时P1 =1.2×9.8×(0+1)=11.76Kpa

变送器的量程为11.76-58.8 Kpa

结论:造成此台变送器零点正迁移的原因是液位为0,仍然存在11.76Kpa液位压力施加给变送器正压侧。

迁移举例

如图所示的液位测量系统,气相导压管中充满的不是气体而是冷凝水(其密度与容器中的水的密度大致相等)。

    如储罐内的密度为1.0液位H0-2m范围内浮动H02.5m,求变送器的量程

根据公式ΔP=P正-P负=ρgH

低压侧P2P2ρgH0

高压侧P1P1ρgH

低压侧满液位时P2 =1.0×9.8×2.5=24.5Kpa

低压侧空液位时P2 =1.0×9.8×2.5=24.5Kpa

高压侧满液位时P1 =1.0×9.8×2=19.6Kpa

高压侧空液位时P1 =1.0×9.8×0=0Kpa

根据公式ΔP=P正-P负

满液位时ΔP=19.6-24.5=-4.9Kpa

空液位时ΔP=0-24.5=-24.5Kpa

变送器的量程为-24.5-4.9Kpa

结论:造成此台变送器零点负迁移的原因是液位为0,仍然存在-24.5Kpa液位压力施加给变送器负压侧。

综上所述:当液位为0时,ΔP>0时需要对变送器做正迁移,ΔP<0时需要对变送器做负迁移,ΔP=0时无需对变送器做任何迁移。

变送器安装在不同位置对液位的影响

A:双法兰液位计安装在密闭容器低端法兰水平线以下,变送器安装在密闭容器低端法兰水平线以下, 如下图所示。

假设ρ介为介质密度=1.5ρ0为硅油密度=0.93H0为介质量程0-5m,H1=1mH2=6m,求变送器的量程

量程ΔP=ρ介×g×H0=1.5×9.8×5=73.5Kpa

高压侧空液位压力P(+)=ρ0×g×H1=0.93×9.8×1=9.114Kpa

低压侧空液位压力:P(-)=ρ0×g×H2=0.93×9.8×6=54.684Kpa

空液位时压力差:ΔP= P(+)- P(-)=9.114-54.684=-45.57Kpa

满液位时压力差:ΔP=空液位压力差ΔP+量程值ΔP=-45.57+73.5=27.93Kpa

变送器的量程为-45.5727.93Kpa

B:双法兰液位计安装在密闭容器法兰水平线中间,变送器安装在密闭容器高低端法兰水平线中间,如下图所示。

假设ρ介为介质密度=1.5ρ0为硅油密度=0.93H0为介质量程0-5m,H1=2mH2=3m,求变送器的量程

量程ΔP=ρ介×g×H0=1.5×9.8×5=73.5Kpa

高压侧空液位压力P(+)= ρ0×g×-H1=0.93×9.8×-2=-18.228Kpa

低压侧空液位压力:P(-)=ρ0×g×H2=0.93×9.8×3=27.342Kpa

空液位时压力差:ΔP= P(+)- P(-)=-18.228-27.342=-45.57Kpa

满液位时压力差:ΔP=空液位压力差ΔP+量程值ΔP=-45.57+73.5=27.93Kpa

变送器的量程为-45.5727.93Kpa

C:双法兰差压变送器安装在密闭容器高端法兰水平线以上,如下图所示。

假设ρ介为介质密度=1.5ρ0为硅油密度=0.93H0为介质量程0-5m,H1=6mH2=1m,求变送器的量程

量程ΔP=ρ介×g×H0=1.5×9.8×5=73.5Kpa

高压侧空液位压力P(+)= ρ0×g×(-H1=0.93×9.8×-6=-54.684Kpa

低压侧空液位压力:P(-)=ρ0×g×(-H2=0.93×9.8×-1=-9.114Kpa

空液位时压力差:ΔP= P(+)- P(-)=-54.684-(-9.114=-45.57Kpa

满液位时压力差:ΔP=空液位压力差ΔP+量程值ΔP=-45.57+73.5=27.93Kpa

变送器的量程为-45.5727.93Kpa

结论从上面的计算中可以得出,双法兰液位变送器不管安装在什么位置,其量程和零点迁移量是一样的。实际安装中推荐第一种安装方法,其他两种易使硅油倒灌造成膜盒鼓包,损坏变送器。

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