用双法兰变送器解决浮筒液位计测量失灵的应用实例

用双法兰变送器解决浮筒液位计测量失灵的应用实例

康 ,晨

中国石油宁夏石化公司，宁夏 银川市750001

摘要：本文针对中国石油宁夏石化公司聚丙烯装置的聚合物汽蒸系统T501的浮筒液位计检测液位出现波动及显示失灵问题，通过对其进行维修处理的过程中分析判断，查找原因，找出了问题的关键点及解决的方法，并结合设备及工艺现状，经过调查研究采取有效的方法即通过使用双法兰液位变送器来替换原有的浮筒液位计，有效的解决了仪表失灵问题。

关键词：聚丙烯、浮筒液位计、双法兰液位变送器、替换

1.概述

中国石油宁夏石化公司10万吨/年聚丙烯装置采用意大利Basell公司的SpheripoI-Ⅱ代聚丙烯工艺技术，年操作时间8000小时，可生产聚物37个牌号。装置采用国产化双环管工艺技术以及第四代催化剂体系，通过应用双环管结构的反应器生产新牌号产品。

聚丙烯500单元（聚合物汽蒸，干燥系统）。主要工艺流程：F301的聚合物粉料在重力作用下进入汽蒸器D501使聚丙烯粉料中残余的催化剂，TEAL,DONOR失活并回收聚丙烯粉料中的挥发性组分（丙烯，丙烷等）从D501部排出，排出气中夹带的聚丙烯细粉经旋风分离器S501分离，聚丙烯细粉通过喷射器C503返回D501。干净的气体自S501顶部进入汽蒸器洗涤塔T501，与自上而下的水逆流接触。P501A/B为T501的回流泵，回流液和塔温尽可能保持较高的温度以便尽可能多的汽提烃类组分。T501液位由浮筒液位计LT5003检测显示并通过LV5003阀控制其液位保持在40%~60%范围内。本文结合生产实际对浮筒液位计在装置使用过程中出现的问题及处理方法进行分析判断，经过调查研究，决定用双法兰液位变送器来替换原有的浮筒液位计，排除了故障，有效的解决了问题，同时也为我们今后处理类似的仪表问题提供了宝贵的经验和方法。

 2.问题分析

2.1.浮筒液位计工作原理

浮筒液（界）位变送器由浮筒测量室、测量机构、浮筒组成，利用杠杆原理和测应力的方法，通过内浮筒所受的浮力变化量，这个浮力作用在杠杆上，杠杆在浮力的作用下，使扭力管产生扭转，扭杆的一端压迫称重传感器产生微小的形变使高精度的传感器获取与物位变化一致的测量信号，再经专用电路转换成 4~20mA 的标准信号输出即完成变换过程。

2.2.双法兰液位计工作原理

双法兰式差压变送器由差压变送器、毛细管和带密封隔膜的法兰组成。密封隔膜的作用是防止管道中的介质直接进入差压变送器，它与变送器之间是靠注满液体（一般采用硅油）的毛细管连接起来的，当膜片受压后产生微小变形，变形位移或频率通过毛细管的液体传递给变送器，由变送器处理后转换成4～20mA电流信号输出。

2.3.使用时发生故障的主要原因

浮筒液位计在实际使用过程中因受工艺工况及介质等因素影响会对其测量结果产生影响而导致不准和失灵现象。由于汽蒸器洗涤塔T501内存在聚丙烯粉料，与水混合后会在塔内形成大量的粉料混合性液体，这会造成液位测量的浮筒内部沉积大量的粉料，使浮筒内部产生堵塞直接导致测量大幅波动及失灵。

2.4.故障排除维修难度大

当浮筒液位计发生故障失灵时，需要仪表维护人员对浮筒液位计拆卸检修。由于浮筒的安装位置在塔上，每次拆卸检修工作量大，而且必须将筒内粉料彻底清洗干净，清理过程费时费力，处理不及时会对工艺操作造成影响。

2.5.设备维修成本高

一般来讲，主流浮筒液位计的采购价格高于双法兰差压液位变送器，是差压液位变送器价格的两倍以上。而且在进行拆卸检修时极易造成浮筒检测元件损伤导致测量不准或损坏无法使用。由于浮筒液位计的调校费时、费力，使得浮筒液位计的维护成本也较高。

2.6.优势对比

从测量精度、稳定性与介质温度比较。目前，主流的普通双法兰差压液位变送器的测量精度可达 0.1% ，高精度的测量精度可达 0.075% ; 主流的普通双法兰差压液位变送器的稳定性可达 ±0.1% /3 年( 即两年不用校验) ，高稳定性的可达 ± 0.1% /5 年。若双法兰毛细管内填充低温硅油，其所接触的介质温度范围在 － 130 ～ 132℃; 若填充高温硅油，其所接触的介质温度范围为 20 ～350℃。主流的普通浮筒液位计的测量精度为1. 0% ，高精度的为 0. 5% ; 普通的浮筒液位计所测介质温度范围为 － 110 ～ 400℃，特殊的所测介质温度范围为 －196 ～400℃。目前主流浮筒液位计还没有稳定性指标。

综上，双法兰差压液位变送器的测量精度高于浮筒液位计，双法兰差压液位变送器的测量介质温度适用范围小于浮筒液位计，双法兰差压液位变送器的稳定性远高于浮筒液位计。

3.解决问题

根据T501液位的实际工艺现状，通过对两种液位计的分析对比，经讨论研究后制定仪表替换方案。用重庆横河EJA 110A智能双法兰液位计替代原浮筒液位计，考虑到可能需要排放等问题，在取压口和法兰膜盒之间加装了排污短节。

 更换上新的双法兰液位计后仪表上电，连接475手操器。因为双法兰液位计毛细管内填充液本身在重力作用下会产生一定的压力值，所以需要进行负迁移。将两个法兰膜盒分别挂在法兰口处，正压侧膜盒在下取压口，负压侧膜盒在上取压口，先不把紧螺栓，此时475上的PV值为-10.50kPa，此数值就是双法兰液位计实际零点。计算量程为20kPa，测量范围为-10.50kPa～0.950 kPa，负迁移完成。

4.更换后实际使用效果对比
        更换双法兰液位计前后，DCS系统中LT-5003的液位控制趋势图有明显变化。液位计更换前，液位指示波动大，频繁超出液位所要求的控制范围（40%~60%）。并且出现了液位死值不变失灵的情况，使液位无法实现自动控制，严重影响工艺操作。而在更换为双法兰变送器后，液位指示波动明显变小，液位完全能控制在工艺所设定的范围（40%~60%）之间。到目前为止，该双法兰液位计已投用近１年的时间，从查看历史趋势图以及工艺的反映，使用状况良好，液位指示真实稳定，未出现失灵问题。这一问题的解决，大大提高了工艺T501塔液位操作运行稳定性，同时也极大的减轻了仪表维护工作量。       

三、结论
        在实际生产过程中我们采用双法兰液位计替换浮筒液位计的方法来解决仪表测量问题在实际应用中达到了良好的效果。因此对于工艺状况类似T501塔的装置存在介质较脏、有固体颗粒或悬浮物的情况，采用双法兰液位计在测量效果上明显要优于浮筒液位计。此次仪表替换利用原工艺设备法兰，拆装简单工程量较小，减轻了维护工作量，降低了仪表维修成本，提高了仪表测量精度及稳定性。为工艺操作提供了准确真实的数据，同时也大大改善了T-501塔的运行稳定性。今后对于生产装置存在类似仪表问题的解决具有较大的借鉴意义和广泛的推广作用。

参考文献：
       1物位测量仪表、仪表工试题集    

2双法兰差压液位变送器与浮筒液位计的比较、化工自动化及仪表     

3双法兰差压变送器的实际应用