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｜ 仪表世界杂志｜ 201340 8月 液氯罐液位监测仪表的应用分析 液氯罐液位监测仪表 李天鹏 四川金鹿树脂有限公司 应用选择与应用 在氯碱行业，液氯储罐的监控对于生产的正常运行和人员安全尤为重要。 由于液氯的高毒性和腐蚀性以及国家安全生产法规的要求，液位检测和控制成为氯碱行业的通病。 本文简要介绍各种液位计在液氯储罐上应用的不足之处。 对比阐述了笔者所在公司使用的西安华顺计量设备有限公司HS-2000外置式超声波液位计的应用优势。 讨论。 前言 我公司目前年产PVC 30万吨，配套离子膜烧碱30万吨/年。 产生的氯气83.5%用于合成盐酸生产聚氯乙烯，17.5%用于冲洗钢瓶销售。 液氯储存在中间罐中低温高压储存。 为保证盐酸合成生产压力的稳定，液氯储罐压力需要控制在0.2-0.3MPa，不足时应注入氮气稳定压力（氮气空分压力为0.5MPa，足以满足稳压要求）。 同时，由于储罐内液氯温度低至-20℃，易受外界温度影响，造成罐内压力升高，影响盐酸的正常生产液氯储罐的合成和安全性，因此储罐的液位一般较低。 控制在75%以下，不超过80%，保证一定的操作可控空间。

因此，准确监测和控制液氯储罐的液位显得尤为重要。 根据国家有关规定和安全设计要求，液氯储罐液位监测需要两种不同的检测方式，即一套现场显示仪表和一套远传液位显示仪表。 由于液位计的特殊性，各类液位计的应用效果都不是很理想。 氯碱行业液氯储罐液位计的多种选用 ■ 工业液氯储罐液位计的选用主要有以下几种： ● 差压变送器。 这种液位计不适用于高压容器的检测，液体测量膜片与液氯直接接触。 受液氯低温和罐内高压影响，隔膜很快老化，逐渐失去弹性，产生零点。 漂移等故障需要大量的维修。 同时，液氯温度低，有腐蚀性。 变送器还需要使用耐腐蚀材料和耐低温导压硅油，因此价格昂贵。 ● 雷达液位计。 这种液位计虽然技术先进，测量精度高，但由于液氯储罐内气相介质的极性和大量液体的存在，对电磁波的吸收和反射能力强。液滴，雷达探测天线位于储罐内。 长期使用会粘附大量酸性泥浆等物质，影响液位计测量精度，波动较大。 ● 磁翻板液位计。 由于液氯中含有酸性泥浆等物质，这种液位计在长时间使用后会在磁性浮子上产生大量附着物，导致磁性浮子与导管的摩擦力增大，严重时，磁性浮子会被卡住。 当储罐液位下降时，磁浮子不能随之下降，造成液位虚，影响工艺生产运行。 同时磁浮子由于液氯温度低（冷桥现象引起）容易结冰，维修量比较大。

● 电容式液位计。 其原理是从储罐顶部插入一根同轴的内外复合电极，直达罐底。 随着液位的变化，电极测得的电容值与其有对应关系。 该方法可实现液氯储罐液位的连续测量，但电极易粘附酸性泥浆等物质，导致测量误差较大。 维修时需要将电极从罐中拔出，氯气也会随之排出。 因此，在检修前，需要将罐内的氯气用氮气置换，时间长，维修调试十分不便，对生产的正常进行影响很大。 HS-2000外测式液位计应用介绍 2008年我公司进行30万吨PVC扩能，新增一套液氯中间储存装置。 舜量测设备有限公司的HS-2000外置式超声波液位计已经应用了几年。 HS-2000智能外置式超声波液位计采用先进的信号处理技术和高速信号处理芯片，突破容器壁厚测量2013年8月第24期｜仪器世界｜41应用角Application StoryApplication Story·影响力应用领域的选择与应用 应用领域的选择与应用，实现了对密闭容器内液位的真正非接触式测量。 超声波探头直接安装在被测容器外壁下方（如图1所示），无需在被测容器上开孔，安装方便，不影响生产。

可准确测量高温高压密闭容器中各种有毒物质、强酸、强碱及各种纯净液体的液位。 对被测介质和密闭容器的材质无特殊要求，可广泛使用。 仪表采用防爆设计，满足防爆要求。 液位计以西安华顺公司自主研发的专用超声波处理技术为系统核心液位仪器，实现了超高速数字信号处理功能，处理后的液位高度值准确。 CPU得到液位值后，可以送入NVRAM进行存储和数码管显示。 另外，仪器可输出4-20mA标准信号或通过RS-485接口将测量结果输出到上位机。 液位计的工作原理如图2所示。测量液位时，探头发出调制声波信号，回波信号经液面反射后被探头检测到。 回波信号经过预处理、后处理、后处理后，直接准确给出时间t，CPU根据以下数字模型表达式关系计算出液位高度。 h=act/2 其中：h——液面高度； t——声波从发射返回的时间； a——修正系数； c——超声波在液体中传播的声速。 图1 超声波探头安装示意图 图2 外测液位计工作原理示意图 主要性能指标 ● 量程规格：3m、5m、10m、20m、30m； ● 显示分辨率：1mm； ● 短期重复性：1mm； ● 测量误差：1‰（罐壁太厚，压力和温度不稳定会影响精度）； ● 迁移：±10m； ● 电流输出：4～20mA，最大负载750Ω； ● 主机环境温度：-20℃～+60℃； ● 超声波探头工作环境温度：-30℃～+100℃（可根据客户需要提供宽温探头）； ● 防爆液位计标志：ExdIICT6； ● 外壳防护：IP65。

外置式液位计在液氯储罐上的应用优势 ■ 液位信号检测优势。 传感器安装在罐体外壁，不与被测液体相连。 图3 罐底外置液位计检测探头的安装。 信号检测可靠，避免了一些干扰测量的因素。 与电容式、磁性翻板、差压变送器等液位计相比，这是一个明显的优势。 ■ 外置测量液位计安装方便。 传感器安装安全卫生，安装和维护操作不接触罐内液体和气体。 非常安全方便，不会污染环境。 连接管无需排空储罐，无需停产、不影响生产即可安装。 传感器严格密封，与外界隔绝，不会磨损和腐蚀。 它非常耐用可靠，维护工作量小。 外接液位计的不足 液位计在液氯储罐的应用中也存在一些不足： ■ 第一，仪表存在测量盲区，不能从零开始测量液位。 当液位处于测量范围下限时，不能正确测量，被测液体磁性材料、超声波探头、探头引线、容器底壁、磁吸盘、软管接头、电缆保护软管ht｜仪表世界杂志｜201342年8月 实际死区大小需要根据现场储罐的实际尺寸来确定 取决于材质、形状容积、测量介质的纯度等。因此，当储罐液位处于盲区时，不能根据液位计进行判断。

我公司另一种现场液位显示是通过结霜管判断的（液氯温度低，用于判断液位的旁路立管管壁会结霜），但结霜管上的结霜管化霜液反应滞后，导致外测式液位计处于盲区，当液位突然变空时，两种液位测量方式均无法检测到液位，带来一定的不安全性到生产要素。 ■ 其次，液位计对测量介质的纯度要求高，罐底不能有沉积物，被测液体不能有剧烈波动和气泡，罐壁太厚和压力和温度不稳定，可能会影响精度。 罐内的液氯经压缩机压缩，在储罐内被离子膜段送来的氯气液化，以满足后续灌装和盐酸合成工艺的压力要求。 因此，液氯中间储罐的液位经常处于动态变化，存在一定的波动，因此罐内的压力和温度都会有一定的波动，而储罐在长期使用后，罐底会沉积大量酸泥，因此外置式液位计的检测数据仍然存在一定程度的波动和漂移，但操作人员可以将其与磨砂管液位计结合使用。判断，有很好的参考和补充作用，是很好的组合方案。 外测式液位计在液氯储罐中的应用，是安全生产和维修方便方面的重大技术进步。 结论 HS-2000外测液位计在我公司液氯储罐上应用效果良好。 与其他液位计相比，它有其独特的优点。 国际上的又一次突破液位仪器，为设计者解决一些液位测量问题增加了一个很好的选择和尝试，但其高昂的价格还是让部分用户望而却步，但一项技术的完善和发展需要一个过程，在不久的将来，这种外测式液位计的测量技术会在实践中不断完善，会出现更多满足不同生产需要的产品。 在强有力的市场机制的调节下，将达到低价优质的效果。

[1] HS－2000智能外置超声波液位计使用说明书【Z】． 西安华顺测量仪器有限公司 本文参考文献。 欢迎您对本文发表评论，希望您能参与《乐器世界》有奖征文，期待您的投稿！请将评论和投稿发送至：iwm@jixunmedia.com 本文参与获奖论文评选 IWM Application Corner·Application StoryApplication Story·Application Corner选题及申请选题及申请