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磁翻板液位計在工業萘初餾塔底液位檢測應用中的設計與使用
  由于單爐雙塔的工藝設計將初餾塔由正壓操作改為負壓操作,所以相應的液位儀表的選擇也需要做相應的改變,本文闡述了工業萘初餾塔底液位測量的磁翻板液位計等三種常見液位計的選擇、存在的問題及改進。
  1 概述
  萘是有機化學工業的重要原料,廣泛用于生產合成纖維,橡膠,樹脂,染料及制取炸藥等。目前除少數焦化廠根據需要生產精萘以外,大部分廠生產含萘大于96%的工業萘。工業萘是煤在煉焦時生成的,90%以上的萘油存在于焦油中,少量的萘油殘存于經初冷器冷卻后的煤氣中。焦油蒸餾所得的萘油、洗油混合分或酚油、萘油及洗油混合分經洗滌脫去酚油、洗油后的萘油即為生產工業萘的原料。工業萘大都用精餾法生產,可分為間歇式和連續式兩種方法,多采用單爐單塔,雙爐雙塔的生產工藝。目前的生產工藝改為單爐雙塔的方式。
  單爐單塔蒸餾過程由1臺蒸餾塔和1臺管式爐組成。工業萘由蒸餾塔的側線采出。蒸餾塔底由管式爐供熱。
  雙爐雙塔蒸餾過程由2臺蒸餾塔和2臺管式爐組成。即在初餾塔內切取酚油餾份,在精餾塔內切取工業萘和洗油餾份,2臺蒸餾塔分別由2臺管式爐供熱。
  單爐雙塔蒸餾過程由2臺蒸餾塔和1臺管式爐組成。即在初餾塔內切取酚油餾份,在精餾塔內切取工業萘和洗油餾份,2臺蒸餾塔均由1臺管式爐供熱。
目前應用廣的是雙爐雙塔連續精餾工藝,但能耗較高是其主要缺點。為降低能耗,對原工藝進行了改進,采用單爐雙塔常減壓的生產工藝流程,即該工藝對初餾塔的操作由正壓改為負壓操作,精餾塔仍然為常壓操作,以達到節省能耗的目的。由于工業萘初餾塔由原來的正壓操作變為負壓操作,所以對其塔底液位檢測的儀表也需做相應的調整。
  工業萘初餾塔塔底液位檢測的意義和重要性,主要在于以下兩點:
  (1)如果塔底液位高于正常操作值,容易造成進入精餾塔的原料中酚油含量高,影響產品質量。
  (2)如果塔底液位低于正常操作值,那么塔頂的酚油中含萘量增加,造成萘產品的收益率低。液位的穩定性直接關系到生產的穩定性,是確保產品質量合格的重要環節,所以工業萘初餾塔塔底液位檢測的準確性是非常重要的,因此塔底液位檢測儀表的準確性是確保產品質量的關鍵。
  2 液位計的應用情況與效果
  (1)雙法蘭差壓變送器工業萘初餾塔底的介質是萘油、洗油餾分,由于此介質在溫度低時粘度大、易結晶,采用普通引壓管測量容易堵塞,為了解決這個問題,初在測量工業萘初餾塔塔底液位時,選用了雙法蘭式差壓變送器,
變送器的法蘭直接與容器上的法蘭連接,作為敏感元件的測量頭4(金屬膜盒)經毛細管5與變送器的測量室相連通,在膜盒、毛細管和測量室所組成的封閉系統內充滿硅油,作為傳壓介質,起到變送器與被測介質隔離的作用。
  雙法蘭差壓變送器主要應用U形管原理,即上法蘭和氣相空間相通,下法蘭和液相介質相通,這樣差壓變送器所測量的差壓即與容器的液位相對應,但是要注意的是氣相和液相的連通管一定要確保暢通,否則容易出現假液位。
因初餾塔底為負壓,故雙法蘭差壓變送器要安裝在取壓閥口位置以下越多越好,并且要做好零點的遷移。雖然經過處理,但測量結果還是不準確。另外初餾塔塔底負壓要求保證在-65kPa,塔底溫度要求控制在190℃,長時間使用雙法蘭差壓變送器,經常出現膜盒變形的情況,并且會發生***變形無法恢復,所以液位也就無法測量了。因此在運行一段時間后需要更換差壓變送器。一方面增加費用,另一方面增加了維護量,影響了產品質量。
  (2)電動內浮球液位變送器
  針對雙法蘭差壓變送器測量負壓液位的缺點,在選擇液位變送器時,選擇電動內浮球液位變送器。電動內浮球變送器由檢測轉換和電流放大兩部分組成。檢測部分由浮球、中心軸平衡錘構成杠桿原理,使浮球浮力和平衡錘互相平衡。當液位變化浮球位置隨之變化,經四連桿機構傳遞轉化成直線性位移,帶動差動變壓器鐵芯,輸出電壓信號,經放大器放大為直流4~20mA標準電流信號輸出。
電動內浮球液位變送器適用于測量各種介質液位,特別適用于高溫、粘稠臟污介質的液位測量。改進后的變送器精度高、反應靈敏、線性好,負載能力強,且安裝方便,只需選擇好連接法蘭尺寸即可。對于測量初餾塔塔底液位,電動內浮球液位變送器在小量程范圍內的測量結果是比較準確的。但是,工業萘生產需要塔底液位量程越大越好,一般15萬噸焦油加工工程,所測的液位范圍在2.5m左右是好的。但是電動內浮球液位變送器是連桿結構,一方面由于量程大,連桿容易彎曲變形,影響準確性;另一方面其插入深度受所測設備直徑的影響。例如:選擇電動內浮球液位變送器一般大可測量的范圍是1.2m,當把浮球安裝在工藝確定的位置后,所測的量程只能平衡點位置上、下600mm,對工藝來說只能檢測到量程為1.2m,所以不能夠滿足控制要求。因此采用電動內浮球液位變送器對初餾塔塔底液位的檢測和控制效果也不太理想。
  (3)頂裝式磁翻板液位計(變送器)
  采用磁翻板液位計(變送器)測量液位,可以彌補測量范圍小的缺點,但是如果采用側裝式,由于工業萘初餾塔底的介質是萘油、洗油餾分,負壓操作時溫度達190℃,并且在低溫時易結晶,這對側裝式磁翻板液位計(變送器)來說,由于側裝式磁翻板液位計(變送器)設備的接管比較小,即使對接管部分做保溫伴熱處理,也會由于口徑小而經常發生堵塞的事件,所以也要經常、維護,導致影響操作。
綜合考慮上述問題后,決定采用頂裝式磁翻板液位計(變送器)來測量初餾塔塔底液位。那么就會有這樣的疑問,既然是測量塔底的一段液位,那么頂裝式磁翻板液位計(變送器)是如何測量的呢?頂裝式磁翻板液位計(變送器)測量初餾塔塔底液位的安裝如圖2所示。首先確定設備外的接管7的尺寸,如果接管直徑太大,檢修閥門的口徑也必須相應增大,既增加投資又占用空間,一般我們設計設備外接管7的直徑為DN80mm,設備安裝套筒4的直徑為DN100mm。設備外接管7及設備安裝套筒4可采用現場制作的方式,材質采用20#鋼即可。此種測量方式在北方寒冷地區使用時,可將設備外的接管7及安裝磁翻板液位計(變送器)的套筒4外部做1根蒸汽伴熱管即可。避免了所測介質的結晶問題。
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