內(nèi)浮頂甲醇儲罐頂裝安裝磁性液位計(jì)結(jié)構(gòu)和選用步驟

淺 析:

在化工生產(chǎn)過程中，頂裝安裝磁性液位計(jì)的使用非常廣泛。在某些特殊場合，選擇一款合適的液位計(jì)，對液位的精確測量顯得至關(guān)重要。結(jié)合某乙二醇項(xiàng)目中內(nèi)浮頂甲醇儲罐頂裝安裝磁性液位計(jì)的應(yīng)用選型，分析了幾種常用液位計(jì)在內(nèi)浮頂儲罐的應(yīng)用情況及其優(yōu)缺點(diǎn)。

        該項(xiàng)目采用合成氣制乙二醇的工藝技術(shù)，其中甲醇液體在乙二醇的整個(gè)生產(chǎn)過程中起著非常重要的作用， 一方面，它是乙二醇合成反應(yīng)的重要中間原料。另一方面，它是合成氣凈化的重要洗滌原料(低溫甲醇洗)， 故此，對甲醇儲罐的液位測量不可或缺，它決定著整個(gè)成品生產(chǎn)的控制管理。

1?頂裝安裝磁性液位計(jì)甲醇儲罐工況

        甲醇儲罐內(nèi)介質(zhì)為精甲醇液體，甲醇又稱“木醇”或“木精”，是一種無色、有酒精氣味、易揮發(fā)的液體， 為了減少儲罐內(nèi)甲醇液體的揮發(fā)損失，將其罐體設(shè)計(jì)為帶內(nèi)浮頂?shù)牧⑹絻轠１] ， ＧＢ ５０３４１—２０１４[２] ?立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范?明確指出:“內(nèi)浮頂在全行程上應(yīng)能無阻礙地正常運(yùn)行，在升降和靜止時(shí)應(yīng)處于水平漂浮狀態(tài)，”由于內(nèi)浮頂漂浮在液面上，對液位的測量有一定的特殊性，因此選擇一款能適應(yīng)于內(nèi)浮頂儲罐的液位計(jì)顯得很重要。內(nèi)浮頂儲罐工藝參數(shù):操作溫度為４０ ℃，操作壓力為１. ５ ｋＰａ(ｇ)，操作密度為７７５ｋｇ/ ｍ３，液位范圍為１ ０００ ~１０ ２００ ｍｍ。

2?儲罐上常用的頂裝安裝磁性液位計(jì)測量儀表

        ＨＧ/ Ｔ ２０５０７—２０１４[３] ?物位儀表?明確指出:“液位和界面測量宜選用差壓式儀表，當(dāng)不滿足要求時(shí)，可選用電容式、射頻導(dǎo)納式、雷達(dá)式、電阻式(電接觸式)、聲波式、浮筒式儀表、浮子式儀表(浮子式儀表包括伺服式、鋼帶式、磁致伸縮式、磁性浮子式、杠桿式)、靜壓式、核輻射式、外測式等儀表”。 鑒于被測對象的特殊性，筆者主要介紹差壓式液位計(jì)、頂裝安裝磁性液位計(jì)?液位計(jì)、鋼帶式頂裝安裝磁性液位計(jì)以及伺服式液位計(jì)在該特定場合的選型設(shè)計(jì)及各儀表的優(yōu)缺點(diǎn)。

2.1 內(nèi)浮頂儲罐差壓法液位測量優(yōu)缺點(diǎn)如下:①優(yōu)點(diǎn):測量原理簡單，安裝方便，投資小，后期維護(hù)量小。②缺點(diǎn):需對設(shè)備進(jìn)行上、下接口的開孔以安裝儀表。對于甲醇介質(zhì)，儀表與介質(zhì)接觸部分材料選擇普通的３１６ 材質(zhì)即可。

２. ２??頂裝安裝磁性液位計(jì)測量內(nèi)浮頂儲罐液位

２. ２. １?測量原理

雷達(dá)液位計(jì)是利用超高頻電磁波經(jīng)天線向被探測容器的液面發(fā)射，當(dāng)電磁波碰到液面后反射回來，儀表檢測發(fā)射波及回波的時(shí)差，從而計(jì)算出液面高度。 ２. ２. ２?選型思考頂裝安裝磁性液位計(jì)測量內(nèi)浮頂儲罐液位，目前常用的有兩種方法:①不設(shè)置導(dǎo)向管的液位測量。②設(shè)置導(dǎo)向管的液位測量。 兩種方法均須進(jìn)行假液位修正。

對于第１ 種方法，?頂裝安裝磁性液位計(jì)直接安裝在罐頂，通過發(fā)射電磁波打在內(nèi)浮頂儲罐內(nèi)浮盤上表面，?頂裝安裝磁性液位計(jì)接收浮盤上表面反射的回波來計(jì)算漂浮在液面上的浮盤的高度。該種方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下。

( １)優(yōu)點(diǎn):安裝簡單、省時(shí)、省力、省錢。

(２)缺點(diǎn):①由于電磁波是從內(nèi)浮盤返回接收，實(shí)際測量的是浮盤的高度而非液面的高度，需要知道浮盤的厚度從而減掉浮盤厚度以獲得液面的高度。②內(nèi)浮盤表面不平整或有角度會使雷達(dá)波反射偏離接收區(qū)域，引起測量誤差，為避免此方面的干擾，現(xiàn)場需考慮在浮盤表面加設(shè)合適的反射裝置，反射裝置的反射強(qiáng)度及防腐蝕問題應(yīng)滿足儀表的要求，一般來說可選用不銹鋼材質(zhì)。③由于無導(dǎo)向管的設(shè)計(jì)，儲罐內(nèi)甲醇會不可避免地?fù)]發(fā)，蒸汽會對頂裝安裝磁性液位計(jì)發(fā)射的電磁波產(chǎn)生干擾。 另一方面，揮發(fā)的甲醇蒸汽會在頂裝安裝磁性液位計(jì)喇叭口天線處形成冷凝液，對測量產(chǎn)生影響，需要定期對喇叭口天線進(jìn)行維護(hù)。

  　   對于第２ 種方法，通過由罐頂至罐底設(shè)置導(dǎo)向管貫穿內(nèi)浮盤，?頂裝安裝磁性液位計(jì)選擇帶導(dǎo)波管的液位計(jì)，導(dǎo)波管置于導(dǎo)向管內(nèi)，發(fā)射的電磁波可以直接打在液面上由導(dǎo)波管傳回接收裝置，從而測得液面的高度。 為使頂裝安裝磁性液位計(jì)獲得單一的液面返的電磁波，避免罐底返回電磁波的干擾，需在導(dǎo)向管底部加設(shè)一個(gè)４５°的反射板，去掉罐底反射回來的信號。 該種方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下。

(１)優(yōu)點(diǎn):①可以測得液面高度，避免方法１ 的３ 個(gè)缺點(diǎn)。②采用帶導(dǎo)波管的導(dǎo)波雷達(dá)，可以避免甲醇介質(zhì)低介電常數(shù)[７] 對測量的影響。③導(dǎo)波雷達(dá)的設(shè)置能將外界的干擾降到最低。

(２)缺點(diǎn):①安裝相對復(fù)雜，投資成本高。②內(nèi)浮盤開孔后應(yīng)考慮導(dǎo)向管外壁與浮盤開孔處的密封。 有一種密封方法是采用彈性材料密封結(jié)構(gòu)，在丁腈橡膠密封袋中填充梯形截面積的聚氨酯軟泡沫塑料，依靠泡沫塑料的壓縮變形來實(shí)現(xiàn)密封。 密封材料中還設(shè)固定鉤板，其目的是為了固定密封膠袋位置，防止泡沫塑料在浮盤下降時(shí)往上翻。 在實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)人員需向內(nèi)浮盤設(shè)計(jì)供貨廠家提出密封要求，廠家根據(jù)實(shí)際情況選擇成熟、可靠的密封技術(shù)。

        對于方法２，與介質(zhì)接觸部分的導(dǎo)向管、雷達(dá)導(dǎo)波管材料可選擇３１６ 材質(zhì)。

3?幾種液位計(jì)的集中比較

        綜上所述，針對內(nèi)浮頂甲醇儲罐頂裝安裝磁性液位計(jì)的選型，筆者分別闡述了幾種液位計(jì)在該特定場合的設(shè)計(jì)選型情況。 為獲得對幾種頂裝安裝磁性液位計(jì)的認(rèn)識，對其進(jìn)行了比較，結(jié)果見表１。

4?結(jié)語

        眾所周知，頂裝安裝磁性液位計(jì)的選型受各種條件影響，包括現(xiàn)場環(huán)境、使用工況、施工安裝情況以及后期維護(hù)等影響，沒有哪一款頂裝安裝磁性液位計(jì)可以在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到屢試不爽的效果。本文所闡述的帶內(nèi)浮頂儲罐頂裝安裝磁性液位計(jì)選型設(shè)計(jì)亦是如此，由于受內(nèi)浮盤的制約，需考慮的因素相對普通儲罐頂裝安裝磁性液位計(jì)選型設(shè)計(jì)要多一些，筆者旨在探討在該特定場合下頂裝安裝磁性液位計(jì)選型的可能性，以期獲得廣大工程技術(shù)工作者的指正。