CN105043498A - 一种差压液位测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种差压液位测量装置，包括液位差压变送器其负压接口连通待测负压管口，正压接口连通待测正压管口，其特征在于：负压管道上还设有负压侧根部阀和负压侧冷凝容器，负压管道连接设有负压侧排污阀的负压侧排污管道，正压管道设有正压侧根部阀和正压侧冷凝容器，并且还连接有设有正压侧排污阀的正压侧排污管道；负压管道上连接有负压侧调校旁路，其上设有负压侧调校旁路切断阀，其出口连接调校旁路排污管道；正压管道上连接有正压侧调校旁路，其上设有正压侧调校旁路切断阀，其出口连接调校旁路排污管道。本发明不仅能保证测量精度，而且便于开车前后差压液位测量装置的调校，从而降低操作风险，保证操作安全。

Description

一种差压液位测量装置

技术领域

本发明涉及到一种差压液位测量装置。

背景技术

在石油化工行业或煤化工行业，有大量的废锅应用于工艺流程中，以回收工艺系统产生的热量。废锅汽包液位的控制非常关键，如液位过高可能导致产出蒸汽帶液并损坏下游设备，例如汽轮机；若液位过低则可能导致废锅损坏甚至发生安全事故。燃煤发电行业的锅炉汽包液位也是如此。因此，必须准确地控制汽包液位，以确保汽包液位的波动在合理的范围内。而准确地测量汽包液位是实现准确控制的先决条件。

现有技术中通常采用差压法测量废锅液位。随着装置的运行，初始差压变送器零点漂移；并且，在装置运行过程中，由于测量装置的表面温度较高，现场人员给测量装置进行补液操作时存在烫伤风险；且正、负测量室两侧的温差较大，给液位测量带来误差，导致测量误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能保证测量精度、且便于开车前后调校的差压液位测量装置，从而降低操作风险，保证操作安全。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该差压液位测量装置，包括液位差压变送器，所述液位差压变送器的负压接口通过负压管道连通待测设备负压管口，所述液位差压变送器的正压接口通过正压管道连通待测设备正压管口，其特征在于：

所述负压管道上还设有邻近所述负压管口的负压侧根部阀和负压侧冷凝容器；在负压侧冷凝容器下游所述负压管道上还连接有负压侧排污管道，负压侧排污管道上设有负压侧排污阀；

所述正压管道上还设有邻近所述正压管口的正压侧根部阀和正压侧冷凝容器；在正压侧冷凝容器下游所述正压管道上还连接有正压侧排污管道，正压侧排污管道上设有正压侧排污阀；

所述负压管道在负压侧根部阀和负压侧冷凝容器之间还连接有负压侧调校旁路，所述负压侧调校旁路上设有负压侧调校旁路切断阀；所述负压侧调校旁路的出口连接调校旁路排污管道；

所述正压管道在正压侧根部阀和正压侧冷凝容器之间还连接有正压侧调校旁路，所述正压侧调校旁路上设有正压侧调校旁路切断阀；所述正压侧调校旁路的出口连接调校旁路排污管道；

所述调校旁路排污管道上设有调校旁路排污阀。

所述负压管道和正压管道通过三阀组连接所述液位差压变送器。

所述负压侧冷凝容器和所述正压侧冷凝容器上均设有排放丝堵。

与现有技术相比，本发明在开车前对差压液位调校时可以独立操作，不需要工艺设备配合注水和排水，减少了交叉配合作业，提高工作效率，节省调校时间；且能对正压管道内的液相提供了额外的冷却，降低了液位差压变送器正压侧测量室的工作温度，减小了液位差压变送器正、负测量室两侧的温差；在装置开车前可以对液位差压变送器进行初步调校，以便于开车初期的测量，装置运行以后，可以通过调校旁路进行在线调校，消除开车前初步调校产生的误差，提高测量精度；装置运行后，当液位差压变送器本身产生零点漂移时，可通过调校旁路进行在线调校，确保了液位差压变送器的正常使用；在负压侧冷凝容器及负压管道中的液相不充足时，可以通过操作三阀组和调校旁路中的阀门进行在线补液，不仅操作方便，还避免了现场操作人员的烫伤风险，保证了操作安全。

附图说明

图1为本发明实施例示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，该差压液位测量装置包括：

液位差压变送器LT，该液位差压变送器的负压接口通过负压管道1连通待测设备负压管口K1，液位差压变送器的正压接口通过正压管道2连通待测设备正压管口K2。

负压管道1上还设有邻近所述负压管口K1的负压侧根部阀V1和负压侧冷凝容器C1；在负压侧冷凝容器C1下游所述负压管道1上还连接有负压侧排污管道3，负压侧排污管道3上设有负压侧排污阀V3；

正压管道2上还设有邻近所述正压管口K2的正压侧根部阀V2和正压侧冷凝容器C2；在正压侧冷凝容器C2下游所述正压管道2上还连接有正压侧排污管道4，正压侧排污管道4上设有正压侧排污阀V4；

负压管道1在负压侧根部阀V1和负压侧冷凝容器C1之间还连接有负压侧调校旁路5，所述负压侧调校旁路5上设有负压侧调校旁路切断阀V9；所述负压侧调校旁路5的出口连接调校旁路排污管道7；

正压管道2在正压侧根部阀V2和正压侧冷凝容器C2之间还连接有正压侧调校旁路6，所述正压侧调校旁路6上设有正压侧调校旁路切断阀V10；所述正压侧调校旁路6的出口连接调校旁路排污管道7；

所述调校旁路排污管道7上设有调校旁路排污阀V8。

本实施例中，负压管道1和正压管道2通过三阀组TV连接所述液位差压变送器LT；负压侧冷凝容器C1和所述正压侧冷凝容器C2上均设有排放丝堵。

使用该差压液位测量装置进行液位测量的原理如下：

液位差压变送器LT所测得的差压ΔP的计算公式如下:

ΔP＝P1-P2

＝(P0+ρ0·H·g+ρ1·h1·g)-(P0+ρ2·h2·g+ρ3·h3·g)(式1)

＝ρ0·H·g+ρ1·h1·g-ρ2·h2·g-ρ3·h3·g(式2)

其中，P1为LT正压侧的压力；

P2为LT负压侧的压力；

P0为待测设备内气(汽)相的操作压力；

g为重力加速度；

H为待测量的液位(范围为0～h2)；

ρ0为正常操作条件下工艺设备内液相的密度；

h1为K2管口至LT的正压侧导压管的竖直段长度；

ρ1为导压管h1内的液相密度；

h2为K1管口至K2管口的负压侧导压管的竖直段长度(h2即为K1管口至K2管口的间距，也是待测液位H的最大范围)；

ρ2为导压管h2内的液相密度；

h3为K2管口至LT的负压侧导压管的竖直段长度(h3＝h1)；

ρ3为导压管h3内的液相密度。

使用该差压液位测量装置进行液位测量的方法如下：

1)在装置开车之前，常温常压状态下，先对液位差压变送器LT进行初步调校；初步调校步骤如下：

a、先检查确认V1和V2关闭，保持测量系统与工艺设备相互独立。这样，工艺设备的任何操作不会对初步调校工作产生影响，初步调校的任何操作也不会对工艺设备的操作产生影响；

b、将负压侧冷凝容器C1的排放丝堵打开，再将C1和负压侧导压管内注满水，并保持C1的排放丝堵处于打开状态；

c、将正压侧冷凝容器C2的排放丝堵打开，再将C2和正压侧导压管内注满水，并保持C2的排放丝堵处于打开状态；

d、由于V1和V2处于关闭状态，而C1和C2的排放丝堵处于打开状态，此状态等效于待测液位H＝0。h3＝h1,且ρ1＝ρ2＝ρ3＝常温常压下水的密度(≈1000kg/m³)。根据式(2)可以得到

ΔP＝ρ0·H·g-ρ2·h2·g

＝-1000·h2·g

因此，LT的量程起点为-1000·h2·g，设定该值为LT的零点。

e、待测液位H的变化范围为0～h2，可以得到ρ0·H·g的变化范围为0～ρ0·h2·g，ΔP的测量范围为-1000·h2·g～ρ0·h2·g-1000·h2·g。因此，LT的量程终点为ρ0·h2·g-1000·h2·g，设定该值为LT的满量程点。至此，初步调校工作完成。

由于设置了正压侧冷凝容器C2，初步调校时可以独立操作，不需要待测设备配合注水和排水，减少了交叉配合作业。大幅提高了工作效率，节省了大量的调校时间。与现有技术中常规调校方法相比较，该初步调校的结果与常规测量方法的调校结果相同。

装置开车后，正、负压侧导压管内的液相温度将会升高，增加的正压侧冷凝容器C2对正压侧导压管内的液相提供了额外的冷却，降低了LT正压侧测量室的工作温度，减小了LT正、负测量室两侧的温差。

当装置运行以后，待测设备内的温度和压力将逐渐上升到正常操作压力和操作温度。ρ1、ρ2、ρ3将逐渐减小，且互不相等。因此，进行初步调校后的LT仍然不能准确测量设备内的液位。此时，需要进行在线调校。在线调校的步骤如下：

f、先关闭V2和V8；

g、然后打开V9，再打开V10；

h、由于V2和V8关闭，且V1、V9和V10打开，此状态等效于在操作压力和操作温度下待测液位H＝0。

根据式(2)，此时液位差压变送器LT所测得的差压

ΔP＝ρ0·H·g+ρ1·h1·g-ρ2·h2·g-ρ3·h3·g＝ρ1·h1·g-ρ2·h2·g-ρ3·h3·g。

我们假设此时LT所测得的ΔP为K，那么K＝ρ1·h1·g-ρ2·h2·g-ρ3·h3·g，ρ1、ρ2、ρ3均为正常操作状态下的密度。因此，将K值设定为LT的零点。

i、待测液位H的变化范围为0～h2，可以得到ρ0·H·g的变化范围为0～ρ0·h2·g，ΔP的测量范围为K～ρ0·h2·g+K。因此，LT的量程终点为ρ0·h2·g+K，设定该值为LT的满量程点。

j、关闭V9和V10，打开V2和V8，LT重新投入运行。至此，在线调校工作完成。

通过在线调校，消除了从开车前状态至正常运行状态ρ1、ρ2、ρ3的密度变化造成的误差，提高了测量精度。

长时间连续工作后，LT本身会产生零点漂移，也可通过步骤f、g、h、i和j进行在线调校，确保LT正常使用。

在使用过程中，如果负压侧冷凝容器C1及负压管路中的液相不充足时，不需要打开C1的排放丝堵进行注水补液，可通过操作三阀组和调校旁路中的阀门即可完成在线补液。在线补液操作的步骤如下：

k、先关闭V1，然后打开V7；

l、缓慢地打开V9，此时形成1个补液回路K2→V2→C2→V6→V7→V5→C1→V9→V8→大气；

m、待V8稳定排出液体后，关闭V9；

n、检查确认V9关闭后，打开V1，检查确认V1打开后，再关闭V7。至此，在线补液操作完成。

该差压液位测量装置在液位差压变送器LT处于测量状态时，测量系统各部件的工作状态如下：

V1-打开V2-打开V3-关闭

V4-关闭V5-打开V6-打开

V7-关闭V8-打开V9-关闭

V10-关闭C1的排放丝堵-密闭C2的排放丝堵-密闭。

Claims (3)

1.一种差压液位测量装置，包括液位差压变送器(LT)，所述液位差压变送器的负压接口通过负压管道(1)连通待测设备负压管口(K1)，所述液位差压变送器的正压接口通过正压管道(2)连通待测设备正压管口(K2)，其特征在于：

所述负压管道(1)上还设有邻近所述负压管口(K1)的负压侧根部阀(V1)和负压侧冷凝容器(C1)；在负压侧冷凝容器(C1)下游所述负压管道(1)上还连接有负压侧排污管道(3)，负压侧排污管道(3)上设有负压侧排污阀(V3)；

所述正压管道(2)上还设有邻近所述正压管口(K2)的正压侧根部阀(V2)和正压侧冷凝容器(C2)；在正压侧冷凝容器(C2)下游所述正压管道(2)上还连接有正压侧排污管道(4)，正压侧排污管道(4)上设有正压侧排污阀(V4)；

所述负压管道(1)在负压侧根部阀(V1)和负压侧冷凝容器(C1)之间还连接有负压侧调校旁路(5)，所述负压侧调校旁路(5)上设有负压侧调校旁路切断阀(V9)；所述负压侧调校旁路(5)的出口连接调校旁路排污管道(7)；

所述正压管道(2)在正压侧根部阀(V2)和正压侧冷凝容器(C2)之间还连接有正压侧调校旁路(6)，所述正压侧调校旁路(6)上设有正压侧调校旁路切断阀(V10)；所述正压侧调校旁路(6)的出口连接调校旁路排污管道(7)；

所述调校旁路排污管道(7)上设有调校旁路排污阀(V8)。

2.根据权利要求1所述的差压液位测量装置，其特征在于所述负压管道(1)和正压管道(2)通过三阀组(TV)连接所述液位差压变送器(LT)。

3.根据权利要求1或2所述的差压液位测量装置，其特征在于所述负压侧冷凝容器(C1)和所述正压侧冷凝容器(C2)上均设有排放丝堵。