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磁翻板液位計(jì)在硫酸生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)踐

來(lái)源:上海上自儀公司作者:上海上自儀公司網(wǎng)址:http://www.v2350.cn

上海上自儀公司介紹了磁翻板液位計(jì)在硫磺制酸裝置的液硫液位測(cè)量和硫酸液位測(cè)量中遇到浮子卡死和主體管腐蝕的問題。經(jīng)過(guò)分析討論,在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際工況,對(duì)翻版液位計(jì)進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn),投用運(yùn)行穩(wěn)定、測(cè)量準(zhǔn)確、基本免維護(hù)。


1 概述

在硫酸生產(chǎn)中,由于w( H2SO4 ) ≥98. 3% 濃硫酸的強(qiáng)烈腐蝕性和揮發(fā)性,液硫的蒸發(fā)及其黏度大、冷凝快等特點(diǎn),常用的非接觸式液位測(cè)量?jī)x表在硫酸裝置中的應(yīng)用很難達(dá)到理想效果。在液位測(cè)量?jī)x表中,磁翻板液位計(jì)具有測(cè)量范圍大,不受儲(chǔ)罐高度的限制,指示機(jī)構(gòu)與被測(cè)介質(zhì)完全隔離,密封性好,可靠性高,使用安全,且價(jià)格不貴便于維護(hù)等特點(diǎn),是應(yīng)用廣泛的液位測(cè)量?jī)x表之一。筆者主要介紹本公司所用的三暢磁翻板液位計(jì)在硫酸液位測(cè)量及液硫液位測(cè)量中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及其技術(shù)改進(jìn)措施。



2 磁翻板液位計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理

2. 1 磁翻板液位計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理

磁翻板液位計(jì)是根據(jù)磁性原理、阿基米德浮力定律等巧妙地結(jié)合機(jī)械傳動(dòng)的特性而開發(fā)研制的一種專門用于液位測(cè)量的裝置。



該液位計(jì)設(shè)有一容納浮球的腔體稱其為主體管或?qū)蚬埽欧逡何挥?jì)通過(guò)法蘭或其他接口與容器組成一個(gè)連通器,這樣導(dǎo)向管內(nèi)的液面與容器內(nèi)的液面處于相同高度。故導(dǎo)向管內(nèi)的浮球會(huì)隨著容器內(nèi)液面的升降而升降。為了能很方便地看到液位,在導(dǎo)向管的外面裝了一個(gè)翻柱顯示器。因?yàn)樵谥圃旄∏驎r(shí)在浮球沉入液體與浮出部分的交界處安裝了磁鋼,它與浮球隨液面升降時(shí),它的磁性透過(guò)導(dǎo)向管傳遞給翻柱顯示器,推動(dòng)磁翻柱轉(zhuǎn)180°; 由于磁翻柱是有紅、白兩個(gè)半圓柱合成的圓柱體,所以轉(zhuǎn)180°后朝向翻柱顯示器外的會(huì)改變顏色,兩色交界處即是液面的高度[1]。如需遠(yuǎn)傳信號(hào),增加與磁翻柱同樣長(zhǎng)度的干簧管和變送器配套使用即可。


2. 2 垂直安裝位置的選擇

磁翻板液位計(jì)安裝位置的選擇應(yīng)根據(jù)該點(diǎn)的液位是否能真實(shí)反應(yīng)酸槽實(shí)際液位。



圖2 中,B 點(diǎn)靠近電機(jī)和泵,磁翻板液位計(jì)安裝在此處既影響電機(jī)及泵的檢修,又因泵附近液位的環(huán)流波動(dòng)較大,對(duì)浮子導(dǎo)向管沖刷嚴(yán)重,故B 點(diǎn)不合理; C 點(diǎn)處因有管道通過(guò),不便維護(hù)且影響管道和泵、電機(jī)等的起吊更換,故也不能選擇C 點(diǎn); A 點(diǎn)遠(yuǎn)離泵和電機(jī),且有足夠的空間安裝翻板,便于維護(hù),所以A 點(diǎn)較為合適。


2. 3 側(cè)裝式磁翻板液位計(jì)導(dǎo)向管的設(shè)計(jì)

側(cè)裝式磁翻板液位計(jì)要能穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行,其導(dǎo)向管的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。其關(guān)鍵因素有: ①管徑不宜太小,與浮子間間隙在1 cm 左右; ②盡量不要有內(nèi)襯; ③材質(zhì)成分選用不低于316L 的不銹鋼管; ④罐體引流管直徑盡量小于浮子直徑; ⑤導(dǎo)向管上下端部均采用法蘭式密封,以便維護(hù)。



3 磁翻板液位計(jì)在硫酸生產(chǎn)中的應(yīng)用

3. 1 在硫酸液位測(cè)量中的應(yīng)用

磁翻板液位計(jì)應(yīng)用在硫酸液位測(cè)量時(shí),我公司曾選擇圖1 中垂直安裝的B、C 點(diǎn)作為安裝位置,均出現(xiàn)較為嚴(yán)重的測(cè)量故障和維護(hù)不便,改為A 點(diǎn)已正常穩(wěn)定使用近1 年。


但后來(lái)發(fā)現(xiàn)A 點(diǎn)翻板有卡死現(xiàn)象,經(jīng)停車拆開發(fā)現(xiàn)浮子導(dǎo)向管內(nèi)襯四氟破裂導(dǎo)致酸泥進(jìn)入夾層膨脹卡死浮子,且316L 不銹鋼保護(hù)管也腐蝕嚴(yán)重,有的地方厚度僅有1 mm。經(jīng)討論分析,因酸槽內(nèi)襯有瓷磚,故改為側(cè)面安裝。如圖3 所示,A 點(diǎn)為槽蓋開孔處,A1點(diǎn)為導(dǎo)向管下端連接處。


經(jīng)過(guò)一年多來(lái)的運(yùn)行實(shí)踐表明,這種安裝方式能準(zhǔn)確測(cè)量槽內(nèi)液位,浮子再未出現(xiàn)卡死的情況,沒有罐內(nèi)硫酸的環(huán)流沖刷,主體管也沒有了沖刷腐蝕。經(jīng)裝置大修期間拆開檢查,主體管內(nèi)壁無(wú)明顯腐蝕,也沒有酸泥附在內(nèi)壁,浮子也沒有任何破損和變形,不僅使用壽命延長(zhǎng),而且安全可靠,基本免維護(hù)。側(cè)面安裝方式的關(guān)鍵點(diǎn)在于: ①酸槽內(nèi)壁襯有瓷磚,故引流管上開孔應(yīng)選擇槽蓋合適位置,下孔在進(jìn)口管上,且均需加閥門,便于維護(hù); ②考慮管內(nèi)硫酸在天氣時(shí)對(duì)磁翻柱及測(cè)量裝置的影響,因本公司循環(huán)槽溫度在75 ℃左右,為避免夏天溫度過(guò)高影響傳感器測(cè)量,冬天防凍,管徑D 應(yīng)在80mm 以上可保證正常測(cè)量。


3. 2 在液體硫磺液位測(cè)量中的應(yīng)用

因硫磺的熔點(diǎn)為119 ℃,當(dāng)磁翻板液位計(jì)用于液體硫磺液位測(cè)量垂直安裝時(shí),硫蒸氣進(jìn)入浮球?qū)蚬芾淠瑢?dǎo)致浮球卡死,且不便清理,液位計(jì)只能報(bào)廢。側(cè)裝式磁翻板液位計(jì)在液體硫磺的液位測(cè)量中更是少有成功的案例,因?yàn)橐脢A套管通蒸汽保證管內(nèi)硫磺不凝固,又不影響管外干簧管及變送器的壽命很難。


威頓公司原精硫槽采用直裝式磁翻板液位計(jì)測(cè)量液位,使用壽命不超過(guò)半年就會(huì)出現(xiàn)浮球卡死現(xiàn)象。威頓公司液硫儲(chǔ)存大罐所用側(cè)裝式磁翻板液位計(jì)自安裝以來(lái)近10 年,一直沒有成功投用。故威頓公司在實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上總結(jié)經(jīng)驗(yàn),對(duì)成套磁翻板液位計(jì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)后,進(jìn)行分體式安裝( 直裝和側(cè)裝均可) 。



分體式磁翻板液位計(jì)的安裝步驟如下: ①通過(guò)計(jì)算浮力和配重,在槽體頂部合適位置安裝定滑輪,在槽外合適位子安裝磁翻板傳感裝置; ②用直徑為3 mm 的不銹鋼繩連接浮子和配重,鋼繩長(zhǎng)度根據(jù)液位來(lái)計(jì)算。這里特別要注意,磁翻板要反向安裝。


分體式改裝投用2 年多來(lái),液硫液位測(cè)量穩(wěn)定準(zhǔn)確。傳導(dǎo)變送裝置與液體硫磺隔離,避免了浮子卡死情況的出現(xiàn); 因浮子與液面直接接觸并與變送裝置連動(dòng),不會(huì)造成假液位; 沒有硫蒸氣進(jìn)入導(dǎo)向管,也就不必對(duì)整個(gè)液位計(jì)進(jìn)行伴熱,解決了精硫槽的液位測(cè)量難題。


為了延長(zhǎng)定滑輪的使用壽命,建議定滑輪采用聚四氟乙烯板制作,威頓公司采用PP 材質(zhì)制作[2],使用至今也未出現(xiàn)任何問題。因液體硫磺具有一定腐蝕性,為避免鋼絲繩腐蝕斷裂導(dǎo)致浮子脫落,威頓公司在使用不銹鋼絲繩的基礎(chǔ)上增加了一根四氟繩配合使用。


4 結(jié)束語(yǔ)

上海上自儀公司目前磁翻板液位計(jì)的應(yīng)用十分成熟,主體管、四氟浮子、干簧管、兩線制4 ~ 20 mA 變送器技術(shù)十分完善,精度可達(dá)0. 75 級(jí),而且價(jià)格大幅下降,性價(jià)比較高。該儀表經(jīng)過(guò)適當(dāng)改進(jìn)可靈活用于各種塔、罐、槽、球型容器和鍋爐等設(shè)備的介質(zhì)液位測(cè)量??梢宰龅礁呙芊狻⒎佬孤?,廣泛適用于高溫、高壓、耐腐蝕的場(chǎng)合。它彌補(bǔ)了玻璃板( 管) 液位計(jì)指示清晰度差、易破裂等缺陷,且全過(guò)程測(cè)量無(wú)盲區(qū),顯示清晰、測(cè)量范圍大。因此只要對(duì)磁翻板液位計(jì)的性能、特點(diǎn)有了深入的了解,有了應(yīng)付各種工況的策略,磁翻板液位計(jì)一定會(huì)成為化工測(cè)量中的得力助手。


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