一起液位测量系统正常但液位出现异常波动的原因分析及处理

    大庆石化分公司水气厂二空分装置是1988年投产,生产能力为氧气6 000 m3/h(标准状况)、氮气1.3×104m3/h(标准状况)的中等规模生产装置。有一个储存能力为600 m3的液氧储罐,将温度为-183℃的液氧储存于罐内,储罐内部上方有一个压力调节回路,下部有一个液位测量回路,见图1所示。

    1　故障现象

    在一个冬季,工艺操作人员反映,液位计LIRA-5103在中午至傍晚的时间段里,经常出现波动;在傍晚至第二天上午的时间段里液位显示正常的现象,而在此期间工艺状况没有进行任何调整。

    显然,这是一起仪表虚假指示的故障,但是经过仪表人员的初步检查,液位变送器LT-5103的零点、量程和线性完全正常,正负导压管也没有堵塞现象发生。

    于是,笔者经过详细的分析、采取正确措施,故障终于被彻底解决。下面就此次故障处理进行简要分析。

    2　一般的静压原理液位测量方法

    一般静压原理液位测量方法就是通过差压变送器来进行测量,差压变送器的负压(p-)导管连通液面的上部,正压(p+)导管连通液面的下部。假定罐体上部压力为p0,罐的液位高度为H则有

p-= p0

p+= p0+Hρ

Δp = p+-p-= Hρ          (1)

    理论上讲,Δp只随H变化而变化,罐体上部压力对正负压室带来的影响是同时和一致的,并且相互抵消,从而可以通过测量差压的方法测量液位。

    3　超低温液体静压原理液位测量方法

    该方法同一般的静压原理液位测量方法,在差压变送器的正压导管上加装一个小功率的电子加热器,其目的是将超低温液体经过加热后变成常温状态的气体,通过气 体压力的变化来传递因罐体液位变化造成的塔下部液体静压的变化,从而实现既保护了常规差压变送器的测量膜盒不受低温损坏,又实现液位测量的目的。图1就是 一个实例。

    当然,也有通过加长差压变送器正压导管的长度,与常温空气接触实现换热来代替电加热器的测量方法,但其缺点是测量滞后加大,同时测量压力会有一定的损失,导致测量精度下降。

    4　故障原因分析及处理

    4.1　液氧罐的仪表测量控制系统组成

    a)液位测量系统。液氧罐的液位差压变送器LT-5103负压室连通罐体上液面,是气态氧,正压室连通下液面,是由电加热器固定在导压管外部,将液态氧转化为气态氧来传递压力。当液位变化时,液位高度变化转变成压力变化,经由正压室的压力传递到差压变送器。