电容式液位变送器在合成高压液位测控中的作用

　　1 系统的原状

　　十余年前，按照传统的通用设计和常规选型，我厂曾装设过合成氨分、冷交的液位测控系统。液位计选用了上海自动化仪表五厂的气动高压浮筒液位调节变送器UTQ-113，调节阀采用ZMBS-320KDg6C=0.1，配以气动调节记录仪及副线板，组成合成工段氨分、冷交高压测控系统。为了便于维护检修。每套系统总共用7只Dg10的高压阀、两个标准三通、1个弯头、15对高压法兰、48条高压螺栓、90个高压螺母及5Mφ 24×6高压管。为了延长高压调节阀的使用寿命，保证调节效果，采用2只高压调节阀串联方案。整个系统繁琐，安装量大，现场杂乱，而且每套系统投资也在15000元以上(几年前的价格)。然而，这两套系统安装以后，因液位检测反应不准，一直未能正常投用。

　　2 原因分析

　　我厂合成氨生产中的氨分离器、冷交换器等高压容器中的液位检测，按常规方式采用连通管形式(浮筒式液位计等)设计安装的液位检测装置无法正常工作的现象，据调查在小化肥厂普遍存在。

　　造成这种现象的原因是：氨分、冷交等高压气液分离器并不是简单的空筒容器，工作压力高达32MPa，其中都装有结构形式不同的分离内件，而这些高压容器的外筒采用多层卷板焊接，不允许在筒体上开孔。因此作为液位检测仪表安装的气相、液相预留接口，均开在整体锻造的高压容器上、下封头上，即气相接口在上封头，液相接口在下封头。

　　众所周知，高压介质流经设备后，因设备阻力的影响，在设备进出口将出现压差。该压差的大小与设备结构、流通截面、介质流量等因素有关，并随介质流量变化而变化，以我厂氨分离器为例，介质进入容器后流经分离内件，进行气液分离，液氨积存在氨分底部作为产品排出，气体则从容器上端的出口引出氨分进入后一级装置。而我厂的氨分、冷交的液位检测接口(液相、气相)正好位于分离段的两侧，分离段产生的压差也正好作用于液位计气液相接口之上。据测量，分离段的压差在满负荷时可高达几米至十几米水柱。随氨分、冷交设备结构及介质进口位置及在分离段内的流向不同，可能出现两种情况;一种是分离段压差值的正压侧作用于液位上方而负压侧作用于液位计气相接口上，此时，由液位计气相、液相引出的是容器中实际液位与分离段所产生的压差的正向叠加量。一般浮筒液位变送仪表的测量范围仅在1米之内，因此，只要容器底部稍有一点液体，在压差作用下很快充满外接液位计(浮筒)的连通管内，使液位计显示满液位。除非容器中液位彻底排空，否则不论其中液位如何变化，外接浮筒液位计总是显示满量程。另一种情况是内件的压差正压侧作用于液位计气相接口、负压侧作用于容器中液位上方，内件压差与液位量值反向叠加。因受内件压差作用，不论容器中液位如何变化，即使液位已充满容器甚至带液，液位计显示总为零。