В процессе промышленного производства и изготовления некоторые из измеряемых резервуаров легко кристаллизуются, обладают высокой вязкостью, чрезвычайно высокой коррозионной активностью и легко застывают. В таких случаях часто используются одно- и двухфланцевые датчики перепада давления. Например, в резервуарах, башнях, котлах и резервуарах коксовых заводов; резервуарах для хранения жидкости для производства испарительных установок, резервуарах для хранения уровня жидкости для установок десульфурации и денитрификации. Как одно-, так и двухфланцевые аналоги имеют множество применений, но они отличаются от открытых и герметичных. Однофланцевые открытые резервуары могут быть закрытыми, в то время как двухфланцевые имеют более закрытые резервуары для пользователей.
Принцип работы однофланцевого датчика давления, измеряющего уровень жидкости
Однофланцевый датчик давления выполняет преобразование уровня путем измерения плотности открытого резервуара. Измерение уровня открытых контейнеров.
При измерении уровня жидкости в открытом контейнере датчик устанавливается вблизи дна контейнера для измерения давления, соответствующего высоте уровня жидкости над ним, как показано на рисунке 1-1.
Давление уровня жидкости в контейнере подключено к стороне высокого давления датчика, а сторона низкого давления открыта в атмосферу.
Если наименьший уровень жидкости из диапазона изменения измеряемого уровня жидкости находится выше места установки датчика, то датчик должен выполнить положительную миграцию.
Рисунок 1-1 Пример измерения жидкости в открытой емкости
Пусть X — вертикальное расстояние между самым низким и самым высоким уровнем жидкости, подлежащим измерению, X=3175 мм.
Y — вертикальное расстояние от отверстия давления датчика до самого нижнего уровня жидкости, y=635 мм. ρ — плотность жидкости, ρ=1.
h — максимальный напор, создаваемый столбом жидкости X, в кПа.
e — напор, создаваемый столбом жидкости Y, в кПа.
1mH2O=9,80665Па (то же самое ниже)
Диапазон измерений от e до e+h, поэтому: h=X·ρ=3175×1=3175 мм вод. ст.=31,14 кПа
e=y·ρ=635×1= 635 мм водного столба= 6,23 кПа
То есть диапазон измерения датчика составляет 6,23 кПа～37,37 кПа.
Короче говоря, мы фактически измеряем высоту уровня жидкости:
Высота уровня жидкости H=(P1-P0)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
Примечание: P0 — текущее атмосферное давление;
P1 — значение давления при измерении на стороне высокого давления;
D — величина нулевой миграции.
Принцип работы двухфланцевого датчика давления, измеряющего уровень жидкости
Двухфланцевый датчик давления выполняет преобразование уровня путем измерения плотности герметичного резервуара: сухое импульсное соединение
Если газ над поверхностью жидкости не конденсируется, соединительная трубка со стороны низкого давления датчика остаётся сухой. Такая ситуация называется «сухим пилотным соединением». Метод определения диапазона измерения датчика аналогичен методу определения уровня жидкости в открытом резервуаре (см. рисунок 1-2).
При конденсации газа в жидкости жидкость постепенно накапливается в направляющей трубке со стороны низкого давления датчика, что приводит к ошибкам измерения. Для устранения этой ошибки необходимо предварительно заполнить направляющую трубку со стороны низкого давления датчика жидкостью. Такая ситуация называется «мокрое» соединение направляющей трубки.
В описанной выше ситуации на стороне низкого давления преобразователя имеется напорный столб, поэтому необходимо выполнить отрицательную миграцию (см. рисунок 1-2).
Рисунок 1-2 Пример измерения жидкости в закрытом контейнере
Пусть X — вертикальное расстояние между самым низким и самым высоким уровнем измеряемой жидкости, X = 2450 мм. Y — вертикальное расстояние от напорного отверстия датчика до самого низкого уровня жидкости, Y = 635 мм.
Z — расстояние от верха заполненной жидкостью направляющей трубки до основания датчика, Z=3800 мм,
ρ1 — плотность жидкости, ρ1=1.
ρ2 — плотность заполняющей жидкости трубопровода низкого давления, ρ1=1.
h — максимальный напор, создаваемый испытываемым столбом жидкости X, в кПа.
e — максимальный напор, создаваемый испытываемым столбом жидкости Y, в кПа.
s — напор, создаваемый насадочным столбом жидкости Z, в кПа.
Диапазон измерений от (es) до (h+es), затем
h=X·ρ1=2540×1 =2540 мм вод. ст. =24,9 кПа
e=Y·ρ1=635×1=635ммH2O =6,23кПа
s=Z·ρ2=3800×1=3800ммH2O=37,27кПа
Итак: es=6,23-37,27=-31,04 кПа
h+e－s=24,91+6,23－37,27=－6,13КПа
Примечание: Короче говоря, мы фактически измеряем высоту уровня жидкости: высота уровня жидкости H=(P1-PX)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
Примечание: PX предназначен для измерения значения давления на стороне низкого давления;
P1 — значение давления при измерении на стороне высокого давления;
D — величина нулевой миграции.
Меры предосторожности при установке
Вопросы установки одного фланца
1. При использовании однофланцевого изолирующего мембранного датчика для открытых резервуаров для измерения уровня жидкости в открытых резервуарах сторона L интерфейса стороны низкого давления должна быть открыта в атмосферу.
2. В герметичном резервуаре для жидкости направляющая трубка давления должна быть установлена на стороне L интерфейса низкого давления. Она определяет опорное давление в резервуаре. Кроме того, всегда откручивайте сливной клапан на стороне L для слива конденсата из камеры с левой стороны, иначе это приведет к ошибкам измерения уровня жидкости.
3. Датчик можно подключить к фланцевому креплению на стороне высокого давления, как показано на рисунке 1-3. Фланец на боковой стороне резервуара, как правило, подвижный, фиксируется в момент установки и может быть приварен одним щелчком, что удобно для монтажа на месте.
Рисунок 1-3 Пример установки фланцевого датчика уровня жидкости
1) При измерении уровня жидкости в резервуаре минимальный уровень жидкости (нулевая точка) должен находиться на расстоянии не менее 50 мм от центра разделительной диафрагмы со стороны высокого давления. Рисунок 1-4:
Рисунок 1-4 Пример установки резервуара для жидкости
2) Установите фланцевую мембрану на стороне высокого (H) и низкого (L) давления резервуара, как показано на этикетке датчика и датчика.
3) Чтобы уменьшить влияние разницы температур окружающей среды, капиллярные трубки на стороне высокого давления можно связать вместе и закрепить, чтобы исключить влияние ветра и вибрации (капиллярные трубки сверхдлинной части следует свернуть вместе и закрепить).
4) Во время установки старайтесь, насколько это возможно, не допускать перепада давления уплотняющей жидкости на мембранный разделитель.
5) Корпус преобразователя следует устанавливать на расстоянии более 600 мм ниже монтажной части разделительной мембраны выносного фланца со стороны высокого давления, чтобы максимально возможное падение давления жидкости в капиллярном разделителе добавлялось к корпусу преобразователя.
6) Конечно, если из-за ограничений условий монтажа невозможно установить преобразователь на 600 мм или более ниже установочной части фланцевого разделителя. Или если по объективным причинам корпус преобразователя может быть установлен только над установочной частью фланцевого разделителя, его установочное положение должно соответствовать следующей расчетной формуле.
1) h: высота между установочной частью выносного фланцевого разделителя и корпусом преобразователя (мм);
① Если h≤0, корпус преобразователя следует устанавливать на расстоянии h (мм) ниже установочной части фланцевого разделителя мембраны.
②При h>0 корпус преобразователя следует устанавливать на расстоянии h (мм) над установочной частью фланцевого разделителя мембраны.
2) P: Внутреннее давление в резервуаре с жидкостью (Па абс.);
3) P0: Нижний предел давления, используемого корпусом датчика;
4) Температура окружающей среды: -10～50℃.
Время публикации: 15 декабря 2021 г.