浙江至德鋼業有限公司深入剖析了我公司生產裝置所用毛細管雙法蘭液位變送器大量波動的原因,并找出可行性解決方案,實施后效果顯著。


一、概述


 在中海油寧波大榭石化DCC聯合裝置,由于部分被測介質易結晶、易固化堵塞等原因,加上雙法蘭液位變送器故障率低(相對浮筒液位計),維護量小,精度高等特點,在我司選型階段廣泛采用帶毛細管法蘭膜片式變送器來測量液位、壓力和差壓。我司在2016年6月份首次開工,開工以來早晚存在部分小量程的雙法蘭液位變送器波動,特別是小量程的界位變送器,而且有一定的規律,基本上都是在氣溫變化明顯的早晚,特別是進入秋季10月份早晚溫差大的時候,波動特別明顯,尤其是太陽出來的時候,波動更大。


二、工作原理


 雙法蘭液位變送器由密封膜片法蘭、毛細管和差壓變送器組成,密封膜片的作用是防止管道中的介質直接進入差壓變送器,它與變送器之間是靠注滿液體(一般采用硅油)抽真空的毛細管連接起來的,當膜片受壓后產生微小變形,變形位移或頻率通過毛細管的液體傳遞給變送器,由變送器處理后轉換成輸出信號。雙法蘭液位變送器其實也是一種差壓式液位變送器,由于無導壓管(容易堵塞、積液或集氣)及變送器不直接與介質接觸的結構,減少維護量、提高了變送器的穩定性。


三、原因分析


 1. 問題出現后我們組織了人員進行大量分析


  首先,對工藝工況進行充分了解,工藝嚴格按設計條件進行操作,壓力、溫度控制都在指標范圍內,工藝介質未見氣化或結冰,并對取壓短管及一次閥進行保溫,未見好轉,儀表重新校驗,零點、量程及遷移量都沒有問題。其次我們懷疑是信號干擾,經檢查波動儀表附近磁場正常,磁場強度基本上小于30微特斯拉。對接地系統進行檢查,屏蔽接地只在系統側進行良好接地,一端接地未形成環路,接地電阻正常,電纜敷設嚴格按型號類型嚴格分開。


 2. 雙法蘭液位變送器本身分析


 ①. 現場試驗發現手捏雙法蘭液位變送器毛細管,液位有較小的波動。開工以來持續存在波動的現象,而且隨著早晚溫差越大波動越明顯,通過分析應該是受環境溫度的影響;


 ②. 波動明顯的都是量程比較小的雙法蘭液位變送器,量程基本上都是在20kPa以內,小量程敏感;


 ③. 可能的原因,其一是抽真空不夠,填充硅油中含有氣泡,當環境溫度變化時氣泡熱脹冷縮,出現晝夜指示偏差大或指示不準;其二是硅油不足,硅油無法準確傳輸膜片的感壓信號造成的;其三是由于選擇變送器填充液的型號不合適,受環境溫度變化也會引起晝夜指示偏差大;


 ④. 填充液有高溫型、普通型,選用不當會導致儀表指示不準,高溫硅油在冬天使用,毛細管暴露在零下的低溫環境中,已超出了其適用的環境溫度;


 ⑤. 通過查看選型說明書及與廠家溝通硅油型號是DC200的基本型硅油,不是高溫型DC704,硅油充裝不合理基本排除。DC200的基本型硅油的參數,接液溫度-30~210℃,環境溫度-10~60℃,我司當地氣溫秋天最低基本上都在0℃以上,遠遠高于其最低使用溫度;


 ⑥. 毛細管是充滿DC200硅油,熱脹冷縮基本沒有,原則上不受環境溫度的影響。如果廠家在生產當中抽真空不夠填充硅油中含有氣泡,根據理想氣體方程p1*v1/T1=p2*v2/T2,假定毛細管內總的體積是不變的,溫度變化時,硅油的體積變化忽略不計,毛細管內氣泡體積也就沒有變化。根據上面的公式,壓力與溫度成正比。溫度變高,壓力也就越大,壓力就傳遞給了傳感器膜片,從而產生誤差。環境溫度變化時氣泡熱脹冷縮,引起壓力波動,出現晝夜指示偏差大或指示不準。


  經過綜合分析應該是抽真空不夠填充硅油中含有氣泡造成。


四、處理措施


  針對以上情況主要消除毛細管隨環境溫度變化而變化,最好辦法是在毛細管增加保溫隔熱,我司采取以下措施:


 ①. 對存在問題的雙法蘭液位變送器的毛細管進行重新固定,防止擺動影響測量;


 ②. 組織維保單位對雙法蘭液位變送器的正負壓室的毛細管加上保溫措施,里面纏上2cm的硅酸鋁保溫棉(不能使用硅酸鋁繩,太重),外面使用自粘鋁箔布,進行完好的保溫,毛細管保溫后正負壓側的毛細管晝夜溫度變化不大,消除了環境溫度變化的影響。


  通過以上措施波動明顯消除,毛細管保溫前后液位測量趨勢如圖:


五、結束語


  以上對雙法蘭液位變送器進行了大量觀察及認真仔細的分析,診斷準確,制定處理措施得當,使問題及時解決,提高了數據的準確性,給安全生產提供了強有力的保障。