非接觸式外測液位計在液氯儲槽液位測量中的案例分析

    摘 要：在氯堿生產過程中，當液氯儲罐遇到液位計測量液位不準確的問題時，可以通過使用西安定華公司生產的ELL 外測式液位計來有效解決液氯儲罐液位測量不準的問題。文中介紹了結霜管液位計、雷達液位計和ELL 外測液位計的使用效果對比，認為采用外測液位計測量液位的方式是一種*、科學、安全的有效方法。

    關鍵詞：ELL 外測液位計；液氯；微震動分析

    1 引 言

    中鹽吉蘭泰氯堿化工有限公司是一家氯堿行業的化工企業，擁有40 萬噸/ 年離子膜燒堿。在氯堿企業中，不可避免地會有液氯的產出及中間存儲過程。液氯化學名稱液態氯，為黃綠色液體，沸點-34.6 ℃，溶點-103 ℃，在常壓下即氣化成氣體，吸入人體會嚴重中毒，有劇烈刺激作用和腐蝕性，在日光下與其他氣體混合時發生燃燒和爆炸。液氯儲槽是壓力容器，同時也屬于重大危險源，所以屬于重點管理設備。人們采用的是“結霜管液位計”測量方式，該方式比較直觀，屬于一種傳統方法，但用液位計的兩個基本指標精度和可靠性來評判，這種測量方法不能稱之為液位計。后來又使用了雷達液位計，由于液氯屬于液化氣體，雷達發射和接收過程中在“失波”現象，另外液氯中存在氯泥，會粘黏在天線上影響雷達波發射接收，導致測量效果不穩定。最后通過向設計院和行業專家咨詢，了解到了非接觸液位測量儀表——ELL 外測液位計，通過考察論證后在A 罐試用了一臺該儀表，期間測量效果滿足使用要求。最后將其余五個液氯儲槽液位計均換成了ELL 外測液位計。此儀表不用在液氯儲槽上開孔就可以測量儲槽內液位高度是最核心的一個特點。這樣一來避免因為開孔過多而引起的“跑、滴、冒、漏”，提高了安全管理水平；另外由于不接觸介質可以在線安裝、維護非常方便，保證了儀表維護人員的人身安全。所以在液氯儲槽液位測量方式的選擇上，外測、非接觸測量是一種安全、科學的測量方法。

    2 液位計使用效果對比

    2.1 結霜管液位計

    結霜管液位計是一種比較原始的測量方法，基于連通器原理。在儲槽封頭頂部、底部開孔，用一根無縫鋼將槽罐和鋼管聯通起來，由于液氯的溫度基本都在零下，所以空氣中含有的水氣就會在有液氯的位置結霜，圖1 所示是結霜管的安裝位置示意圖，該方式的優勢就是價格便宜，直觀。

    結霜管液位計的缺點就是“顯示”滯后。進料過程：從結霜管外表面常溫到零度以下，結霜管外表面附近的水氣開始凝結，從水液態到水凝固，影響結霜的因素有環境溫度、濕度、儲罐進料速度等。由于公司地處內蒙烏海市，常年干旱。結霜速度非常慢，有時甚至不結霜，影響觀測。出料過程：零度以下的冰被周圍的空氣融化，這個過程中結霜管液位計的顯示更是嚴重滯后，所以該方式液位計不做參考。

    2.2 雷達液位計

    其測量原理是依據時域反射原理，雷達液位計的電磁脈沖以一定速度在介質頂部傳播，當遇到被測介質表面時，雷達液位計的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發射裝置，發射裝置與被測介質表面的距離同脈沖在其間的傳播時間成正比，經計算得出液位高度。雷達液位計與罐內介__質氣相接觸，由于氣相介質的電極性和存在大量液滴，具有很強的吸收和反射電磁脈沖能力，時有“失波”現象發生，造成測量不準確。另外在被測介質表面會形成一層水汽混合層，而這層不進行液位的計算，由于雷達無法對這層波形進行穿透，也會造成虛假液位。

    2.3 ELL 外測液位計

    其原理是在儲槽容器底部外壁吸附一個液位測量探頭，檢測容器產生的微小振動。它將容器在不同液位情況下的微小振動轉換為電信號傳輸給儀表主機，經過主機對不同模式的振動波進行濾波、判別和復雜計算后，從而得到連續準確的液位值。通過4 ～ 20 mA 傳輸到DCS 系統進行監控，根據分廠工藝控制要求設置高液位報警，嚴格地將液位控制在核實的范圍內，保障液氯系統安全穩定的生產。圖2 所示是外測液位計的現場安裝圖。

    ELL 外測液位計主要由兩部分組成，一部分是如圖3所示的液位測量探頭，另一部分是圖4 所示的儀表主機。液位測量探頭直接吸附在液氯儲槽底壁外側，負責采集微震動信號；主機安裝在液氯儲槽旁邊，負責分析計算。液位測量探頭與主機之間由電纜進行連接。主機供電為DC 24 V，輸出4 ～ 20 mA、HART、Modbus，可以與DCS、PLC 等二次儀表進行通訊，儀表參數設定使用磁筆或者手操器。

    ELL 外測液位計安裝非常方便。安裝時只需要將液氯儲槽底部罐壁上的焊渣、油漆等清除掉，直接將液位測量探頭吸附在罐壁即可。 

    ELL 外測液位計的優點：首先、安裝簡便，不用在儲槽上開孔、儀表液位測量探頭吸附在儲槽容器外壁即可測量液位，可以在線安裝調試、維護；第二、外測液位計不與液氯接觸，沒有造成泄漏的可能，非常安全；第三、儀表發生故障時隨時方便拆卸、維護。避免了置換、抽空、分析等環節，不會對正常生產造成的影響。

    3 結 語

    通過對本公司液氯儲槽上三種液位計測量效果的對比和分析，認為目前采用的外測液位計測量液位的方式是一種*、科學、安全的方法。外測液位計的非接觸方式值得在易燃、易爆、劇毒等介質液位測量領域推廣。