前言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及工業(yè)化進(jìn)程的加快，物位測量技術(shù)得到了空前的發(fā)展。精準(zhǔn)的物位測量技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位，它可以減少物料損耗、高效節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效率、減少安全事故。物位測量是工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)內(nèi)容之一，其設(shè)計(jì)依據(jù)是根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的要求，正確地選擇物位儀表，確定合理的控制方案，在節(jié)約建設(shè)資金的條件下，來獲得一個(gè)良好的物位測量系統(tǒng)。

 

2 物料測量儀表的分類

2． 1 直接式液位測量儀表

主要形式有玻璃管式液位計(jì)、玻璃板式液位計(jì)，是連通器式儀表，具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)廉、直觀，適于現(xiàn)場使用，不便于遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié)的特點(diǎn)。

 

2． 2 差壓式液位測量儀表

主要包括壓力式液位計(jì)、吹氣法壓力式液位計(jì)、差壓式液位( 或界面) 計(jì)三種形式。

( 1) 壓力式液位計(jì)。壓力式液位計(jì)采用靜壓測量原理，其穩(wěn)定性好，高可靠性，使用壽命長。安裝方便、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)耐用。

( 2) 吹氣法壓力式液位計(jì)。吹氣法壓力式液位計(jì)是在敞口容器中插人一根吹氣管，空氣經(jīng)浮子流量計(jì)和恒流閥和吹氣管路吹入被測液體中，吹氣流量由浮子流量計(jì)指示，流量大小由浮子流量計(jì)上的流量調(diào)節(jié)閥設(shè)定，恒定流量的氣體從插入液體的吹氣管下端口逸出，鼓泡并通過液體排入大氣。當(dāng)吹氣管下端有微量氣泡排出時(shí)，由差壓變送器指示的壓力值即可反映出液位高度。主要適用于常壓或開口容器，可測量有腐蝕介質(zhì)，但測量范圍有限，精度取決于變送器精度和穩(wěn)壓裝置的性能。全機(jī)械結(jié)構(gòu)，密封性好，故障率低，維護(hù)量較小。

( 3) 差壓式液位計(jì)。差壓式液位計(jì)有氣相和液相兩個(gè)取壓口。氣相取壓點(diǎn)處壓力為設(shè)備內(nèi)氣相壓力; 液相取壓點(diǎn)處壓力除受氣相壓力作用外，還受液柱靜壓力的作用，液相和氣相壓力之差，就是液柱所產(chǎn)生的靜壓力。它是由于密度變化直接影響到測量結(jié)果，適用于密度比較穩(wěn)定的過程。

 

2． 3 浮力式液位測量儀表

主要包括恒浮力式液位計(jì)、變浮力式液位計(jì)。其特點(diǎn)是測量精度不高，維護(hù)工作量較少，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和自動(dòng)調(diào)節(jié)。

( 1) 恒浮力式液位計(jì)。恒浮力式液位計(jì)是依靠浮標(biāo)或浮子浮在液體中隨液面變化而升降，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格較低，適于各種貯罐的測量。

( 2) 變浮力式液位計(jì)。變浮力式亦稱沉筒式液位計(jì)，當(dāng)液面不同時(shí)，沉筒浸泡于液體內(nèi)的體積不同，因而所受浮力不同而產(chǎn)生位移，通過機(jī)械傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為角位移來測量液位。

 

2． 4 電氣式液位測量儀表

主要包括電接點(diǎn)式液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)、電容式液位計(jì)。

( 1) 電接點(diǎn)式液位計(jì)。電接點(diǎn)水位計(jì)根據(jù)水與汽電阻率不同而設(shè)計(jì)，測量筒的電極在水中對筒體的阻抗小，在汽中對筒體的阻抗大。隨著水位的變化，電極在水中的數(shù)量產(chǎn)生變化。具有以下三個(gè)特點(diǎn): 具有閃光、聲音報(bào)警功能; 具有 4 mA ～ 20 mA 或0 mA ～ 10 mA 的模擬信號輸出，可接 DCS 系統(tǒng)，設(shè)有保護(hù)聯(lián)鎖輸出功能; 具有自供電功能，斷電后可繼續(xù)工作 4 h。

( 2) 磁致伸縮液位計(jì)。磁致伸縮液位計(jì)是由變送器的電子部分產(chǎn)生應(yīng)變脈沖，應(yīng)變脈沖沿波導(dǎo)管返回并被電子單元所接收，通過精確測量詢問脈沖和返回脈沖之間的時(shí)間間隔，可獲得高精度、高重復(fù)性的液位值，具有精度高的特點(diǎn)。

( 3) 電容式液位計(jì)。電容式液位計(jì)是采用測量電容的變化來測量液面的高低，具有較高的靈敏度。

 

2． 5 超聲波式液位測量儀表

超聲波物位計(jì)工作原理是由超聲波換能器發(fā)出高頻脈沖聲波遇到被測物位表面被反射，折回反射回波被換能器接收轉(zhuǎn)換成電信號，聲波的傳播時(shí)間與聲波的發(fā)出到物體表面的距離成正比。具有提高儀器可靠性，解決物位不平整測量不準(zhǔn)確的難題，并大大加強(qiáng)抗干擾能力，可在變電站發(fā)射塔附近穩(wěn)定工作。

 

2． 6 雷達(dá)液位計(jì)

           雷達(dá)液位計(jì)屬于通用型雷達(dá)液位計(jì)，它基于時(shí)間行程原理的測量儀表。適用于對液體、漿料及顆粒料的物位進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量，適用于溫度、壓力變化大，有惰性氣體及揮發(fā)存在的場合。

 

2． 7 放射性液位計(jì)

           放射性液位計(jì)是基于“射線吸收原理”。主要適用于高溫、高壓、腐蝕性強(qiáng)、毒性大、煙霧大等一般儀表儀表不能或難以使用的復(fù)雜、惡劣工況下料位的測量。

 

3 鹽化企業(yè)物位測量儀表的選型

3． 1 物位測量儀表的使用分布情況

( 1) 側(cè)裝式磁翻板液位計(jì)。主要應(yīng)用在精細(xì)化工廠、溴素廠、化工廠，安裝在無結(jié)晶料液罐上。

( 2) 頂裝式磁翻板液位計(jì)。主要應(yīng)用在精細(xì)化工廠、溴素廠、化工廠，安裝在無結(jié)晶，儀表接口在罐體上方或入地下的料液罐上。

( 3) 單法蘭液位計(jì)主要應(yīng)用在精細(xì)化工廠、精制鹽廠、化工廠，安裝在料液罐上、室外鹵水罐上。

( 4) 雙法蘭液位計(jì)主要應(yīng)用在精細(xì)化工廠真空料液罐上、精制鹽廠的蒸發(fā)罐上、化工廠的氯化鉀蒸發(fā)罐上等。

( 5) 投入式液位計(jì)主要應(yīng)用于精細(xì)化工廠廢水池處。

( 6) 雷達(dá)液位計(jì)。主要應(yīng)用于精細(xì)化工廠有攪拌的料液儲罐上，化工廠的魚籽鹽結(jié)晶器上。

( 7) 浮球液位變送器。主要應(yīng)用于精細(xì)化工廠液溴儲罐及稀酸料液罐上，溴素廠及化工廠的液溴儲罐上。

( 8) 磁致伸縮液位計(jì)。主要應(yīng)用于精制鹽廠冷凝水平衡桶上。

 

3． 2 物位儀表的使用經(jīng)驗(yàn)

( 1) 介質(zhì)為無結(jié)晶、無沉淀的料液罐體( 如鹵水罐、稀酸罐、清水罐、平衡桶等) 首選磁翻板液位計(jì)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場與遠(yuǎn)傳兩地顯示，根據(jù)罐體的液位計(jì)安裝方式分為側(cè)裝和頂裝兩種，按照材質(zhì)分為 304、316、PP、304 襯四氟幾種。液位計(jì)材質(zhì)的選擇主要根據(jù)測量介質(zhì)決定，當(dāng)測量介質(zhì)為鹵水、稀酸等有腐蝕性液體時(shí)，選用 PP( 工程塑料) 材質(zhì)或 304 襯四氟，當(dāng)測量介質(zhì)為無腐蝕液體時(shí)，可選用 304 材質(zhì)。

( 2) 介質(zhì)為結(jié)晶、沉淀、罐底有攪拌裝置的料液罐體，首選雷達(dá)液位計(jì)或超聲波液位計(jì)。現(xiàn)已使用近30 臺雷達(dá)液位計(jì)，材質(zhì)根據(jù)測量介質(zhì)分為選用 316L或 304 襯 PTFE，非接觸時(shí)安裝，有較高精準(zhǔn)度。

 (3) 料液罐內(nèi)介質(zhì)為液體上面有較強(qiáng)硬性泡沫，可選用差壓液位變送器。另外，差壓液位變送器也多安裝在蒸發(fā)罐上( 如 12 萬 t /a 真空制鹽項(xiàng)目、15 萬 t /a 真空制鹽項(xiàng)目) ，飽和鹵水在蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)，當(dāng)達(dá)到 25 °Be'左右時(shí)，鹽即可析出，這時(shí)鹽粒會(huì)堵在差壓變送器液相的膜片上，為此在這類裝置上，液相上選用凸面法蘭即可。

( 4) 液溴容易揮發(fā)，有極強(qiáng)烈的毒害性與腐蝕性，在液溴儲罐上，選用浮球液位變送器，浮球液位變送器是全部襯四氟的，連接法蘭也是全襯四氟的，這樣就能較好的切斷液溴對液位計(jì)的腐蝕。

( 5) 直接式物位測量儀表，可直接測量現(xiàn)場觀察，用于就地液位指示，多用于核準(zhǔn)自動(dòng)液位的零位和高位。在多數(shù)危化品罐體、鍋爐上均安裝直接式物位測量儀表，如玻璃管液位計(jì)。