引言

罐區(qū)的運(yùn)行正常與否直接影響生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)負(fù)荷，是化工生產(chǎn)企業(yè)的重中之重。由于化工生產(chǎn)裝置罐區(qū)的特殊性、危險(xiǎn)性，對(duì)儀表的穩(wěn)定性和可靠性比其他裝置有了更高的要求。在正常生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備專業(yè)對(duì)罐體檢定周期為6年，所以儀表在運(yùn)行周期內(nèi)不具備更換更新條件，運(yùn)行時(shí)間必須大于罐體檢定周期。罐區(qū)的生產(chǎn)過(guò)程不復(fù)雜，但液位監(jiān)測(cè)參數(shù)非常重要，國(guó)內(nèi)外罐區(qū)液位測(cè)量主要使用雷達(dá)液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)、伺服液位計(jì)、差壓式液位計(jì)等不通測(cè)量類型液位計(jì)，根據(jù)不同的測(cè)量原理和方法，每種液位計(jì)都有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)和適用工況。

本文以E+H伺服液位計(jì)測(cè)量乙烯丙烯介質(zhì)為例，總結(jié)E+H伺服液位計(jì)在乙烯丙烯球罐應(yīng)用情況和維護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，分析原因及如何預(yù)防性保養(yǎng)伺服液位計(jì)，以便充分發(fā)揮伺服液位計(jì)測(cè)量過(guò)程中高精度、高安全性的優(yōu)點(diǎn)，確保烯烴罐區(qū)安全可靠運(yùn)行。

1 伺服液位計(jì)工作原理

伺服液位計(jì)的測(cè)量原理是基于阿基米德原理、力平衡和力矩平衡原理進(jìn)行測(cè)量液位變化。本文以E+H伺服液位計(jì)工作原理為例，詳細(xì)說(shuō)明其工作原理及結(jié)構(gòu)。

E+H伺服液位計(jì)由浮子、鋼絲、外輪轂、步進(jìn)電機(jī)、CPU等組成，如圖1所示。浮子（直徑30mm～70mm）懸掛安裝在測(cè)量鋼絲上，測(cè)量鋼絲纏繞在細(xì)槽外輪轂上，浮子升降過(guò)程中，平衡浮子重量變化使線轂中磁耦力矩發(fā)生變化，線轂徑向力矩發(fā)生變化，計(jì)算輪轂的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，從而計(jì)算測(cè)量鋼絲的移動(dòng)距離，由此得出液位變化量與輪轂外殼完全隔離的耦合磁鐵驅(qū)動(dòng)輪轂旋轉(zhuǎn)；外磁鐵連接至輪轂，內(nèi)磁鐵連接至驅(qū)動(dòng)電機(jī)，內(nèi)磁鐵旋轉(zhuǎn)磁吸引力驅(qū)動(dòng)外磁鐵旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)輪轂旋轉(zhuǎn)；測(cè)量鋼絲上懸掛的浮子重量在外磁鐵上產(chǎn)生力矩，導(dǎo)致磁通量發(fā)生變化。內(nèi)磁鐵上的電磁傳感器檢測(cè)輪轂中的磁通量變化，傳感器將重量信號(hào)傳輸至CPU驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作，使得重量信號(hào)始終保持為操作命令確定的設(shè)定值，浮子下降并接觸液體時(shí)，在浮力作用下浮子重量減小，磁力傳感器測(cè)量重量變化從而導(dǎo)致耦合磁鐵上的扭矩發(fā)生變化，并通過(guò)霍爾傳感器測(cè)量其扭矩的變化量發(fā)送至電機(jī)控制回路，隨著液位上升或下降，驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)節(jié)浮子位置，使用磁旋轉(zhuǎn)編碼器連續(xù)計(jì)算輪轂旋轉(zhuǎn)，準(zhǔn)確測(cè)量介質(zhì)液位，這種徑向力矩的檢測(cè)對(duì)浮子浮力的檢測(cè)非常靈敏，測(cè)量精度非常高，所以伺服液位計(jì)通過(guò)這樣的原理測(cè)量乙烯丙烯球罐的液位等相關(guān)參數(shù)。

2 伺服液位計(jì)特點(diǎn)

1）伺服液位計(jì)具有雙通道輸出模式，可在球罐底部或安全區(qū)域安裝二次顯示儀，方便操作人員對(duì)球罐內(nèi)乙烯丙烯儲(chǔ)量監(jiān)視。

2）伺服液位計(jì)是一種多功能檢測(cè)儀表，采用模塊化設(shè)計(jì)，可測(cè)量液位、界位、介質(zhì)比重等參數(shù)，具有非常強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。

3）伺服液位計(jì)是一種高精度罐裝測(cè)量?jī)x表，其液位精度可達(dá)到±0.7mm，可用于計(jì)量，在球罐液位測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。

4）機(jī)械傳動(dòng)部件少，維修量少，以E+H廠家生產(chǎn)NMS53為例，具有LCD屏幕預(yù)警顯示功能，可靠性高。

5）參數(shù)設(shè)置中具有觸點(diǎn)輸出功能，可用于高低液位報(bào)警開(kāi)關(guān)，參與聯(lián)鎖。

6）具有維護(hù)觀測(cè)腔，出現(xiàn)故障可在觀測(cè)腔觀測(cè)浮子與測(cè)量鋼絲連接狀態(tài)及浮子運(yùn)行情況。

7)3個(gè)光敏式按鍵按鈕設(shè)置參數(shù)，無(wú)需打開(kāi)接線盒蓋連接手操器。

8）具有預(yù)診斷功能，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員具有維護(hù)預(yù)提示功能，如浮子、測(cè)量鋼絲、CPU出現(xiàn)故障，可快速反映故障點(diǎn)，方便維護(hù)人員查找故障。

3 伺服液位計(jì)的選型及安裝注意事項(xiàng)

伺服液位計(jì)在建設(shè)初期選型和安裝非常重要，如選型不當(dāng)或安裝錯(cuò)誤在后續(xù)生產(chǎn)維護(hù)過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)，嚴(yán)重可導(dǎo)致伺服液位計(jì)損壞；石油化工乙烯丙烯球罐液位測(cè)量一般使用E+H生產(chǎn)的NMS 5型伺服液位計(jì)和霍尼韋爾生產(chǎn)的Enraf型伺服液位計(jì)測(cè)量液體乙烯丙烯液位，最近幾年也有部分國(guó)產(chǎn)及其他品牌伺服液位計(jì)在乙烯丙烯球罐得到應(yīng)用，本文以E+H生產(chǎn)NMS5型伺服液位計(jì)為例詳細(xì)闡述其選型及安裝注意事項(xiàng)，盡可能避免伺服液位計(jì)因安裝導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)的問(wèn)題。

3.1 伺服液位計(jì)的選型

1）伺服液位計(jì)選用時(shí)，首先考慮其工藝工況和介質(zhì)特性，測(cè)量介質(zhì)密度宜大于或等于0.45g/cm³；界面測(cè)量時(shí)，兩種液體的密度應(yīng)恒定，且密度差應(yīng)大于或等于0.15g/cm3。

2）根據(jù)伺服液位計(jì)的工作原理可知，伺服液位計(jì)由浮子探測(cè)液面后，拉力、重力、浮力形成平衡，而液態(tài)乙烯丙烯進(jìn)入球罐后會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)或湍流，浮子會(huì)隨著液面晃動(dòng)，影響液位的測(cè)量，所以設(shè)計(jì)選型時(shí)宜選擇安裝導(dǎo)向管。

3）液位是罐區(qū)重要監(jiān)控參數(shù)之一，精度需滿足使用要求，一般情況監(jiān)視使用精確度不宜低于±5mm；計(jì)量級(jí)精確度不宜低于±3mm。

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