近年来, 我公司承担的化工、石油等工程中, 采用法兰差压变送器做传感器, 进行密闭式压力容器的液位测量及控制系统的比例很大。正确地进行现场校准, 关系到仪表系统的检测精度与可靠性。下面介绍工程中较常见的几种液位测量、控制系统的现场调试校准方法。
1 密闭压力容器单法兰变送器液位测量
密闭容器单法兰变送器液位测量系统现场校准, 方法基本与常压容器单法兰变送器液位系统测量相同, 仅差别在:须将变送器低压侧螺纹口接引压管与容器顶部相通, 以抵消容器压力P容的影响, 见图1。
(1) 密闭容器单法兰变送器液位测量系统校准。 (1) 密闭容器单法兰变送器液位测量系统承压分析:
当液位上限时, 变送器正压室承压PH为:PH=P容+h×ρ
式中:h为液位高度 (mm) ;
ρ为物料比重 (g/cm3) ;
P容为密闭容器压强 (MPa) 。
当液位上限时, 变送器负压室承压PL为:PL=P容。
单法兰变送器正、负压室差压即为液体重度压力:△P=PH—PL=h×ρ。
(2) 单法兰变送器正压室输入静压为0至h×ρ (mmH2O) , 调整变送器的“零点”“量程”, 使变送器输出0至1 0 0% (4 m A～20mA) 。系统即可投入运行。
(2) 现场校准注意事项。 (1) 变送器若异位安装, 要考虑零点迁移;变送器下移, 要零点正迁, 变送器上移, 要零点负迁。 (2) 变送器法兰垂直安装的, 就要垂直校验, 水平安装的就要水平校验, 否则会增加附加误差。
2 密闭压力容器远传式双法兰毛细管远传变送器液位测量
化工生产中, 压力容器液位测量常采用双法兰毛细管远传变送器。用充液毛细管远传信号并隔离某些对测量有影响的工艺介质。双法兰变送器安装方式如图2示。双法兰毛细管远传变送器负压室 (L侧法兰) 安装于容器上部, 取容器压力信号。正压室 (H侧法兰) 安装于容器下部, 取容器压力信号和物料重力信号之和。
(1) 双法兰安装高度差产生的附加误差。远传式双法兰变送器现场校验, 要考虑双法兰安装高度差产生的附加误差:传毛细管内注入硅油填充液, 填充液对变送器负压室的静压为:PL=h1×ρ充填充液对变送器正压室的静压为:PH=h2×ρ充。
式中:PL为负压室充液静压;
PH为正压室充液静压;
h1为L侧法兰毛细管垂直高度 (mm) ;
h2为H侧法兰毛细管垂直高度 (mm) ;
ρ充为充液比重。
可见:变送器因毛细管充液高度不一致产生了初始负差压△P0:
△P0= (h1-h2) ×ρ充=△h×ρ充
式中:△h为双法兰安装高度差h1-h2 (mm) 。
这个初始负差压△P0在现场校验时, 要采用负迁移零点方法, 消除其影响。
(2) 密闭容器远传式双法兰变送器液位测量系统现场校准。1) 现场校准时, 应先将双法兰变送器L侧法兰, 按实际安装位置就位固定, 变送器就位于安装支架上, 将H侧法兰接好试验管路, 并将其按实际安装标高放置。这样量程和零点的校准比较简单、准确。2) 现场校准步骤。以图3示某化工厂储罐为例:密闭容器测量范围x=1800mm, L侧法兰毛细管垂直高h1=2500mm、H侧法兰毛细管垂直高h2=2 0 0 m m, 物料比重ρ=1.15, 校准步骤如下。
(1) L侧法兰就位于容器顶部, H侧法兰按安装标高放置, 变送器就位。
(2) 打开变送器后盖, 将迁移插头由无迁移改为负迁移位置。
(3) 变送器L侧法兰 (负压室) 在此时, 因双法兰安装高度差h1-h2 (mm) 。承受初始负差压 (△P0=△h×ρ充) , 约2300mmH2O, 调整“零点”, 在负迁移作用下变送器输出0% (4mA) 。
(4) H侧法兰 (变送器正压室) 输入静压PH=x (mm) ×ρ物。
当满量程时:x=1800mm, PH=1800×1.15=2070mmH2O。
调整变送器“量程”, 对应变送器输出100% (20mA) 。反复几次调整, 使测量范围x在0～1800mm高度变化时, 变送器输出0～100% (4mA～20mA) 。如图3所示。
(5) 校准后的变送器, 在安装H侧法兰后, 应再检查一下零点, 修正因H侧法兰毛细管微小高度变化引起的零点飘移。“量程”不可再调整。
3 结语
工程压力容器的法兰差压变送器液位测量系统, 采用上述方法进行的液位测量及控制系统的现场校准, 仪表系统的检测精度可以达到0.5%的满量程误差要求。控制系统运行可靠。法兰变送器校验时, 最好使法兰在水平位置进行, 以免因液压头变化, 重迁零点, 以保证测量精度。
摘要：化工、石油工程中, 广泛地采用法兰差压变送器做传感器, 进行压力容器的液位测量。液位测量及控制系统的现场校准, 关系到仪表系统的检测精度与可靠性。本文介绍我司工程中, 法兰差压变送器液位测量系统现场的几种调试方法。
关键词：法兰差压变送器,液位测量,现场校准