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化工尿素系统中电容式液位计的应用
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电容式液位计是根据电容感应的原理制作而成的仪表,具有良好的结构以及简单便捷的安装方式,因此被广泛用于各种行业当中。
某化学工业有限公司的尿素系统目前使用了4套电容式液位计来测量重要设备的液位。该液位计具有性能稳定、工作可靠、指示准确等优点。自从投用以来, 该液位计也出现了一些问题, 影响了正常的工艺操作。本文就电容式液位计在使用过程中出现的故障加以分析, 并介绍其改进方法。
1 基本结构及工作原理
如图1 所示,
电容式液位计
由电容传感器(电极)和检测电容的测量线路(EC11Z 和FMC420)组成。电极把液位的高低转换为电容量的变化, 然后再由EC11Z和FMC420检测出电容的大小, 并转换为直流电流信号输出, 从而实现对液位的连续测量、远传指示、记录或自动控制。
2 原结构缺点
原电极采用不锈钢弹簧片,外涂2mm 搪瓷绝缘层。该结构存在如下缺点:
(1)电极外所涂搪瓷绝缘层比较脆,不耐高温、高压, 经不起冲刷。从损坏的3根电极看,绝缘层都有不同程度的划痕,非常严重的1根有2处绝缘层已被严重破坏。
(2)电极一次性使用,不可修复。
(3)采用法兰结构与设备连接,由于所测设备温度高、温差较大,使密封垫片过量压缩变形,易产生泄漏,需升温后再次拧紧螺栓才能阻止泄漏。另外,由于长时间高温、高压的作用,给拆卸检查带来困难。
(4)FMC420 采用220 V(AC),电源电压较高,现场安装不安全。
(5)输出的0 ~ 20 mA(DC)不是国际标准信号,无法实现DCS 控制。
3 改进措施
(1)电极采用不锈钢棒,外面用聚四氟乙烯塑料管作为绝缘。聚四氟乙烯绝缘层损坏后可对电极重新绝缘,修复后再使用。
(2)采用内、外螺纹连接,容易拆卸。
(3)采用回弹能力较好的密封垫片(膨胀石墨金属缠绕垫),保证密封效果。
(4)将220V(AC)改为24 V(AC),便于现场安装,消除危险。
(5)改为4 ~ 20 mA(DC)国际标准信号输出,在DCS 系统实现自动控制。
4 电极改进
将长600mm 不锈钢电极棒用聚四氟乙烯绝缘管套上,利用酒精喷灯对电极棒进行热塑绝缘,电极与外螺纹连接处用耐高压、耐高温的石墨填料进行密封。制成后的电极在一个密闭容器内经9 .81MPa耐压试验24h,没有泄漏才可使用。
5 调校
校验是在FMC420上实现的,设定简单、可靠、准确和迅速。用一个空的容器设定零点,用满容器设定范围,零点校验和量程校验互不影响。
5 .1 基本位置
(1)将零位调节和范围调节的调节旋钮逆时针方向转到左侧终点。
(2)在范围开关板上,将3个下方开关转接到右面,3个上方开关转接到左面。
(3)把零位开关旋钮转到F处。
5 .2 零位校验
(1)使被测容器液位为零。
(2)用1台数字万用表监测,调节零位粗调,使输出接近0 V 。
(3)再用零位细调进行调整, 使万用表示值正好是0 V 。
5 .3 范围校验
(1)使被测容器充满。
(2)用范围粗调调节,使万用表示值接近10V 。
(3)用范围细调调节,使输出正好是10 V 。
6 改进后的优点
(1)便于检修。
(2)密封牢固,没有泄漏。
(3)价格便宜,容易制作。
(4)指示准确。
7 故障及处理
在电容式
液位计
投用期间,故障主要出现在以下几个方面:
(1)电极损坏。这种故障是主要故障,曾经因为3次电极失效引起尿素系统停车,因此如何提高电极的使用年限是关键。通过改造后,电极已连接运行4 年,说明改造效果比较好。
(2)指示失灵。这种故障主要出现在接线上以及EC11Z和FMC420损坏。只要认真检查线路,发现EC11Z或FMC420故障,立即更换,故障就可以消除。
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