对双法兰变送器量程常规设定法的改进与推广

　　在石油化工生产中，物位测量对保证设备的正常运行，工艺的稳定都起着至关重要的作用。例如油罐液位测量控制不好，会出现抽空或溢油“冒顶”事故；油气分离器液位偏高或偏低会出现“跑油”、“窜气”事故，严重影响后续设备的生产和安全。因此，我们应该对物位的测量引起足够的重视。那么我们在测量液位时如何才能有效可靠地保证所测值是准确的呢？这就是我们所要关心和解决的问题。对此，文章对工业生产中常用到的双法兰液位变送器的成功应用进行深入分析，并就当使用条件或工艺介质发生变化后如何快速、准确设定其测量范围进行阐述，而此改进方法在惠州炼油厂中也得到了成功应用。

　　1 双法兰液位变送器概述

　　双法兰液位变送器是在普通的变送器基础上增加了一个远传密封装置构成的，所以也叫远传式变送器或隔膜密封式变送器。远传密封装置是由法兰膜盒、毛细管和毛细管内的填充液三部分

　　组成。工作时，被测介质作用在法兰膜盒的隔离膜片上，使膜片产生变形，然后通过毛细管内的填充液，将压力传到变送器的敏感元件上，经转换，仪表便输出相应的信号[1]。当在下列情况时，应考虑使用变送器/膜片密封件系统：

　　(1)过程的温度是在变送器正常操作量程范围之外，而且用引压管路不能把温度调整到那些温度极限值内；

　　(2)过程是腐蚀性，而且照理要求频繁地更换变送器或要求不寻常的结构材料；

　　(3)过程含悬浮的固体颗粒或者是粘滞性的液体，可能会堵塞引压管路；

　　(4)应用情况要求采用卫生的连接结构；

　　(5)过程需要从连接结构中进行更容易的清洗，以避免批处理之间的污染；

　　(6)客观上需要更换充液引压管以减少某些应用场合下的维修工作，如在充液引压管不稳定或经常需要重新充灌液体的地方；

　　(7)现实需要进行密度或界面测量；

　　(8)过程介质可能会在变送器或引压管路里冻结或固化。

　　2 法兰变送器与普通变送器的比较

　　(1)在普通的变送器中，被测介质通过导压管而进入变送器测量室。如果被测介质是粘稠液体，则容易堵塞导压管。而法兰变送器则用毛细管代替导压管，堵塞现象便不会存在，因为毛细管

　　是密封的，它里面的填充液是经过挑选的，化学物理性能稳定，不会像导压管内的介质那样，易凝冻，易汽化，因而不必像普通变送器那样加灌隔离液，安装隔离器、冷凝器等辅助设备。这样，测量精度便可提高，同时减少了静密封点，维护工作量大大减少。

　　(2)因法兰膜盒离变送器本体远，所以仪表的接液温度可以提高，应用范围可扩大。

　　(3)对仪表本身来说，由于法兰变送器比普通变送器多了一个远传密封装置，因而仪表的结构较为复杂，精度下降，故障的可能性增加。

　　3 双法兰液位变送器量程设定方法

　　3.1 常规迁移量计算设定

　　常规理论计算法的使用条件：首先工艺介质达到与设计要求

　　一致，其次现场取压法兰高度与设计一致，然后必须知道双法兰

　　毛细管内填充液的密度。

　　(1)根据设计的介质密度，取压法兰间距(所测液面高度)，计

　　算出仪表量程值：

　　ΔP = Hρg

　　(2)假设液位在非常低点，计算仪表的零点迁移量：

　　正压侧受压：

　　P +=P0；

　　负压侧受压：

　　或者，将双法兰的取压一次阀关闭，打开正负压的放空阀，将此时仪表的差压值作为仪表的零点迁移量，理论上此时的差压值与计算所得迁移量相等。但若遇到双法兰没有安装放空装置时，此时这种方法失效。

　　(3)计算仪表上限值：

　　3.2 改进设定方法一(一元一次方程法)

　　该方法的使用条件：首先工艺介质要求达到和设计一致，其次现场取压法兰高度与设计一致，然后就地液位计所指示液位真实。

　　(1)根据设计的介质密度，取压法兰间距(所测液面高度)，算出仪表量程：ΔP = Hρg

　　(2)直接将双法兰液位变送器投用，读取当前差压值P。

　　(3)对照相应就地液位计算出一液位百分数A%。

　　(4)根据已知条件求出仪表下限PL 与上限PH：

　　4 改进设定方法与常规计算法比较

　　常规计算法：是把现场的一切工艺条件均假定为与设计一致的情况下进行，但结果往往是偏差太大。首先工艺介质无法保证

　　与设计完全一致，时常会出现偏差，尤其是新装置在运行初期，这种设定方法更是显现出一定的不足，要想其测量准确，非常重要的一步是需工艺提交介质的实际密度，但是得经过化验分析等一系列过程才能取得，甚至有些情况通过现场的采样取得并不能真实反映实际工况。其次，由于双法兰变送器本身的结构，再加上现场安装方式等方面因素，种种误差累积在一起后，直接造成液位指示与就地液位计偏差很大，偏差可高达10 %以上，造成工艺人员经常要求仪表维护人员确认液位的真实性，增加了维护工作量，而且此方法对人员专业素质要求较高，如果对液位测量没有清晰的认识，那么设置出来的量程无法足测量要求。

　　一元一次方程法和二元一次方程组法：都充分利用了差压变送器本身的差压测量功能和就地液位计的直读性功能，避免因多次计算产生的误差，从而更准确地进行液位测量。但是一元一次方程法未能避免介质密度误差问题，故而也存在着一定的局限性，而二元一次方程组法则很好地解决了工艺介质发生变化的问题，也避免了双法兰本身结构与安装方式等因素带来的误差，经过这种改进方法的应用，可以让变送器与就地液位计两者的指示偏差远远小于5 %，从而可以很准确地测量液位，相应地减少了维护量。此外，这两种方法均有效地绕过对迁移量的过分强调，很好地解决了新入行仪表专业的人员因迁移量问题的困扰，就算是新手也能很好地解决液位测量问题，从而大大减小了对人员专业素质的要求。

　　5 结束语

　　双法兰差压变送器在测量液位时，只要选型和设定正确，那么一旦投用后，基本上是免维护的，如果出现与就地液位计对应不上的情况，那么应首先检查就地液位计是否存在问题，再次考虑工艺方面的原因，非常后再检查双法兰液位变送器本身是否有损坏。如果仪表本身状况良好，则可以用改进的方法进行设定，以解决液位指示不准的问题。当然此方法对于界位测量同样适用，同时，该方法可以推广到其他普通差压式液位变送器，均能取得良好的效果。