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射频电容液位变送器在铜塔中的应用及疑难故障处理
点击次数:412 发布时间:2015-08-15

  射频电容液位变送器是一种以传感器探头直接感受液位变化、经变送器将液位变化转换为对应的电量信号、以0~10mA或4~20mA标准电流信号输出供二次表显示液位高度的仪表。由于其结构简单、运行可靠、安装方便、测量结果准确、系统投资低,而且变送器属于机电一体化结构,装置中无任何弹性元件及机械传动部件,传感器探头和变送电路均采用全封闭固化电路,几乎不需维修等一系列优点,故在液位测量中得到广泛的应用。
我公司从20世纪90年代初,先后在合成冷交、氨分、铜塔及工艺流程中的塔罐中几乎全部用该仪表对液位进行指示、调节。应用十多年来,我们认为只要安装正确,不论介质是液氨还是水均能正常使用。但是在铜塔液位测量中由于铜液受前工段工艺指标不正常的影响,使得铜液成分不稳定,受此影响会给测量系统带来偏差,造成虽然仪表系统正常但指示液位不正常的现象。
1、射频电容液位变送器在铜塔中的应用
  铜塔液位测量及调节系统框图见图1。

三光柱数显调节仪,三光柱分别指示液位指示值、设定值及阀门开启度,该表带有可设定的液位高低限报警。调节阀控制铜液排放量。
鉴于铜塔液位在工艺中的重要性,液位过高会造成合成系统带液;液位过低会造成高压串低压等恶性事故,为保障安全生产,在该调节系统投运的同时以防仪表万一失灵而设置了铜塔带液自动报警及低压超压报警装置。这样与仪表带有的高低限液位报警共同形成了双保险的作用,保证自调系统使用安全。
超压报警是在调节阀后加压力变送器,送至数显仪表对阀后压力指示并报警。带液自动报警装置是在原有由铜分引出至室内鼓泡瓶处并联接一支路至电接点压力表,电接点压力表量程0~0.1MPa。正常生产时调整两支路压力,使瓶内鼓泡,电接点压力表指示0.03~0.05MPa。电接点压力表低限报警指针调至0.01MPa。当系统出现带液时瓶内不再鼓泡,压力表压力经鼓泡瓶迅速泄压下降,低于给定压力即发出声光报警信号。
2、疑难故障及其处理
  射频电容液位变送器一般使用时常见故障为传感器芯绝缘不良对地,现象是不论有无液位均为满液位指示;再就是变送电路发生故障,表现为零位突然变化、无法调零及调量程等,这是通用故障。在铜塔中使用时由于介质的特殊性,传感器易粘附铜液及其沉淀物,工艺条件的变化,如硫化氢增高等,会造成液位指示的异常,根据我们的使用情况,主要有下面几种现象及相应的解决对策。
(1)使用中发现零位偏高且调零调不下去。
取下液位变送器校验,发现不论如何调零位,始终有一段液位指示,更换变送器电路部分后故障依旧存在,仔细观察在传感器杆上有一层不明显的附着物。这是由于传感器使用时间较长,铜液中的铜及化合物硫化亚铜长期积累附着在传感器上,由于这些沉淀物也是导电介质,故造成上述现象。
处理办法。可用稀氨水浸泡传感器,一般浸泡24h后即可使沉淀物溶解,然后调校至不存在上述现象即可使用。实际上平时只要定期对传感器进行清洗,防止沉淀物长期积累,该故障便可有效防止。
(2)液位指示较实际偏高,虽零位可调但仍不正常。取回液位变送器调校一切正常,但安装到现场指示仍不准确。分析原因是前工段硫化氢偏高造成铜液起泡。由于泡沫存在,形成液位指示虚高。这一现象的实质是由于工艺不正常,铜液成分有了变化造成的,而液位变送器是不存在问题的。
处理办法。可应急采取加蓖麻油消泡的办法解决。当然这仅是权宜之计,根本上还需前工段加强操作管理,使硫化氢在指标范围内才是彻底解决的办法。
(3)液位上升很灵敏,但上去后不下来或下降很缓慢,液位变送器取回校验正常,但装上去依然如故。为进一步证实是否仪表系统故障,将校验桶装好水拿到现场,将现场线路、二次表、一次表联合校验,校验结果正常,这进一步证实了仪表系统是不存在问题的。那铜液成分是否发生了变化,于是在校验桶内装入铜液校验。校验结果出乎意料,当1支使用1年多的传感器芯外径为8,并带有不锈钢外护套的变送器插入铜液时,液位上升灵敏,但升至满刻度后,将变送器从铜液中提出,二次表指示液位下降到零位时非常缓慢(长达40min以上)。
详细记录结果见表1。

为了寻找造成液位下降如此滞后的原因,用另一支不带不锈钢护套传感器芯外径为3的变送器试验,液位从zui高降到zui低用时5s。试验结果虽稍有滞后,但总体来看还是可行的,分析原因是由于进塔原料气二氧化碳及硫化氢含量偏高,长期积累使铜液产生沉淀并使铜液粘度增加,附着力加大。变送器虽然从铜液中取出,但由于附着在传感器芯上的铜液粘度大,不会快速流下,只会慢慢往下流,传感器芯越粗,附着的铜液就越多,流下的时间就越长;传感器越细,附着的铜液就越少,流下的时间就越短。于是暂时用这支变送器取代原来的变送器,经现场使用液位上升下降自如,能够指导操作。
上述是我们使用十多年来偶然出现的几例疑难故障。这些故障实质上都不是仪表方面的原因,都是由于工艺条件的不正常造成铜液成分的不正常而发生的。所以在这一液位测量中如果确诊仪表不存在故障的话,便可说明是工艺不正常,这时应及时提醒工艺技术人员采取对应措施,保证工艺条件。只要铜液成分正常了,仪表也就随之正常了。当然在工艺条件不能立即解决的情况下,也可根据具体情况采取上述应急措施,也可起到仪表监测的作用。

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