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工程经理分享水准仪选择的艺术

发布日期:2022-03-25  来源:  作者:  浏览次数:
【导读】:本文重点介绍工程师如何选择水平仪以及选择一种类型而不是另一种类型的具体原因。在开始这个话题之前,重要的是要强调没有一种技术可以完美地适用于所有情况。......

          Donald Gillum写了一篇关于液位测量的优秀博客。在那篇文章中,Gillum 讨论了当今工业界使用的各种类型的液位计,并描述了它们的工作原理以及各自的优缺点。

 
         本文重点介绍工程师如何选择水平仪以及选择一种类型而不是另一种类型的具体原因。在开始这个话题之前,重要的是要强调没有一种技术可以非常好地适用于所有情况。每种类型的水平仪都有优点和缺点,可能在一种情况下工作得很好,而在另一种情况下则无法使用。
 
         此外,仪器供应商正在不断改进他们的设备,以克服他们特定级别的设备的弱点。因此,一个品牌的仪器有可能克服或弥补通常困扰竞争产品的问题。但是,在尝试可能有问题的特定设备之前,请考虑从供应商处获得保证该设备的协议,并在其未能按承诺运行时允许全额退款。退款不包括安装和更换的费用,但供应商将有强烈的动机确保设备成功。
 
从哪儿开始?
         要为特定应用确定正确的技术,您必须了解以下内容:
 
         1.每种关卡技术实际上是如何工作的?如果您不了解该设备的工作原理,您将无法确定该设备是否可以在给定的应用程序中运行。
 
         2.仪器必须在什么条件下工作? 有明显的条件,例如温度、压力和容器的一般内容,但也有不太明显的问题,例如:
 
                  设备可能看到的非常低/非常高温度和/或压力是多少,这些温度/压力是否随时间变化?
                  是否存在可能影响仪器的异常情况、灭菌或特殊化学清洁程序?
                  是否存在灰尘、烟雾或重蒸汽?
                  是否有泡沫或容器过度搅拌?
                  容器中的材料是什么,它会随时间变化吗?
                  比重、电气特性或材料稠度是否有变化?
                  材料是否倾向于粘附、堵塞、覆盖或堆积?
                  仪器是否会成为产品的污染源(隔膜泄漏或细菌可能隐藏在裂缝和缝隙中)?
 
         3.液位读数要求的准确度和重复性是多少?
 
         4.船舶是否可以停运维修,有没有办法独立验证液位进行校准?
 
         5.船只本身的细节是什么?相关管道的容器几何形状和布局通常会影响仪器的选择。您需要回答以下问题:
 
                  是否有现有的喷嘴,或者这是一个新的容器,并且喷嘴的位置和尺寸可以适合特定的仪器?
                  如果喷嘴存在,您需要知道它的大小、长度、与容器壁的距离以及它下方可能存在的干扰。
                  容器内部是什么样子的?是否有内部挡板、线圈、热电偶、搅拌器等会产生干扰或使垂直探头的安装几乎不可能?
                  入口进料喷嘴和出口排放口在哪里?它们会影响测量吗?
                  容器是否足够小以适合称重传感器?
                  可以安装内部或外部消音井吗?什么尺寸?外部消力井内的液位是否指示容器液位?
 
如果没有对这些问题的完整答案,工程师会发现很难选择仪器,因为答案通常会决定哪些仪器可以工作,哪些不能。让我们重新考虑这些相同的问题,看看它们如何快速消除许多水平仪器选项:
 
问题 1 和 2:有许多“表演障碍”可以消除特定级别的技术。以下是其中一些的简短列表:
 
         电容——如果电导率低且可变,电容型电平器件可能会显着漂移。
         超声波——如果材料有泡沫、浓烟或大量灰尘,或者蒸汽空间中的温度、压力或材料发生变化,超声波发射器可能会漂移或根本不起作用。
         雷达——如果介电常数太低,雷达液位计可能无法工作。此外,一些船舶几何形状可以消除不同类型的雷达设备。
         压差 (DP)/压头 - 如果材料的比重发生变化,大多数 DP 测量值将显着漂移。(补偿可能会增加费用。)如果材料容易堵塞,随着时间的推移,它会使 DP 测量变得毫无意义。
 
问题 3:所需的测量精度和可重复性会显着影响液位仪的选择。如果液位仪表用于贸易交接,那么非常大的准确性和可重复性至关重要。然而,在其他情况下,一到两个百分点的准确度是完全可以接受的。一些电平技术具有极高的精度,而另一些则可以通过采用额外的补偿测量来提供更高的精度。在开始选择过程之前,重要的是要了解测量必须有多精确。
 
问题 4:停止使用仪器的能力会从根本上影响仪器的选择。如果仪器随着时间的推移受到产品构建的不利影响,则必须卸下仪器进行例行清洁以确保可靠运行。如果仪器无法拆卸维修,则应考虑使用不同的技术。
 
了解设备的测量是否可以独立验证也很重要。安全完整性级别设备通常需要某种类型的例行校准来记录设备运行正常。某些技术,例如 DP 变送器和称重传感器,天生就易于校准。其他必须在实际水平上进行校准,例如电容或核技术。还有其他技术,例如雷达液位计或超声波液位计,通常不需要校准。这些类型的仪器非常初更容易设置。然而,一旦它们投入使用,就很难验证它们的操作,除非有另一种方法来确定容器中的真实液位。
 
问题 5:容器本身的几何形状可能会消除几种技术。除非可以安装某种类型的静止井,否则大型搅拌器叶片或内部线圈可能会导致几种技术无法使用。可能没有可用的喷嘴来安装 DP 发射器,或者储罐顶部的喷嘴对于雷达设备来说可能不够大。
 
显然,这五个问题会显着影响您选择电平设备的选项——因此在考虑测量选项之前,请花时间充分了解应用程序。
 
水平技术审查
         以下部分广泛回顾了与更常见的液位测量技术相关的问题和弱点。这些信息与前面问题的答案相结合,可帮助工程师为特定应用选择非常佳电平仪器。还提供了相对成本信息。
 
浮子/浮子:
         浮子式设备通常需要相当清洁的服务,否则设备不能轻松上下移动。如果蒸汽空间中的聚合物堆积不会限制置换器的运动,则置换器可以安装在更脏的服务中。在任何一种情况下,设备都取决于材料密度。如果密度发生变化,浮子可能会升高或降低,如果比重太低,则可能根本不会浮起。置换器针对特定密度进行了校准,如果该密度发生变化,则读数将不正确。
 
费用:$$–$$$。浮子通常比浮筒便宜。
 
DP – 起泡器:
         起泡器是一种简单的技术,可以在多种应用中很好地工作。然而,连续蒸汽流对环境的影响可能会消除起泡器作为一种选择。起泡器的性能会受到起泡器管的堵塞、管道中的压降、管道泄漏以及液体比重的稠度的影响。
 
费用:$$。安装和转子流量计使此选项的成本高于 DP 管。
 
DP – 垫型:
         垫型DP变送器是当今工业中非常常见的液位设备。但是,变送器假定材料的重力没有变化(或者如果确实发生了变化,则安装有一种测量该变化并对其进行补偿的方法)。
 
         许多问题都会影响 pad-type DP 的性能。真空、低温和高温会导致许多密封隔膜无法操作或响应非常缓慢。此外,可变的过程或蒸汽空间温度会导致液位读数漂移。远程液位密封件也会受到环境温度变化的影响。
 
费用:$$–$$$。大隔膜价格昂贵,如果需要低侧密封,价格会更高。
 
DP – 管道:
         安装使用静态管道来感应过程的 DP 变送器是另一种非常常见的液位设备。这里的主要问题是静态管线的堵塞以及设备对容器中材料的重力和静态管线中材料的重力的依赖性。(关闭锅炉汽包上液位变送器静态线路上的伴热会导致读数显着漂移!)还要注意低压侧引压线上的问题。截留的冷凝水甚至连续的气体冷凝都会使零位偏移。
 
费用:$。这是非常便宜的级别选项之一。
 
超声波发射器:
         超声波发射器依靠容器内的蒸汽来发射超声波。当这些蒸汽特性由于压力、温度或成分的变化而发生变化时,液位读数会受到影响。如果存在搅动、泡沫、烟雾或灰尘,信号也会减弱。如果存在或可能存在这些条件中的任何一个,则超声波设备可能无法工作。此外,了解并了解设备的消隐距离。如果液位在传感器的这个距离内上升,变送器将突然从读取高液位切换到读取没有液位。
 
费用:$$。
 
雷达发射器:
         与超声波发射器不同,雷达单元通常不受蒸汽空间成分的影响,除非温度或压力大幅波动。雷达发射器确实需要它们测量的材料的非常小介电常数,并且它们可能对容器几何形状敏感。此外,非接触式雷达可能会遇到倾斜的表面或过度的表面湍流。也许非常麻烦的问题是在非常低的水平上读数不一致。在空/接近空的条件下获得准确的读数可能很困难。选择雷达时有很多选择——频率、天线类型、引导式还是非接触式——每个都有优点和缺点。咨询供应商的专家通常是明智的,让他们帮助您为您的应用选择非常佳选项。确保他们有准确的容器图纸和对工艺条件的充分了解。还要注意进料管道的位置,因为进料会影响读数。
 
费用:$$–$$$。近年来,雷达成本大幅下降。
 
核液位:
         核液位变送器通常更昂贵,需要特殊许可和卫生测试,但它们可以在其他液位变送器无法工作的地方工作。它们“透视”容器壁的能力使它们不受极端工艺条件(例如温度、压力、堵塞)的影响。如果船只可以进入,辐射暴露可能是一个问题。
 
费用:$$$$$$。价格可能会因设备的配置而异。
 
称重传感器:
         称重传感器是出色的水平仪,因为它们通常不受容器内容物的化学成分的影响。然而,该设备测量的是质量,而不是水平,因此如果材料的重力发生变化,那么水平也会发生变化。并非所有容器都可以容纳称重传感器,正确安装称重传感器对于成功至关重要。任何连接的管道都必须有挠性接头,并且不能干扰容器的正常运动。注意(管道或容器本身的)热增长和容器夹套内容物(蒸汽/水/盐水)引起的重量变化。还要注意操作员站立或靠在容器上并更改重量读数。
 
成本:$$–$$$$。价格可能因储罐配置和涉及的管道数量而异。
 
结论
         成功的液位计设计始于对应用程序以及可用液位测量技术的优缺点的透彻了解。花时间全面研究应用程序和可用的测量选项可以帮助您避免来自运营部门的愤怒电话!

注明,淮安三畅仪表文章均为原创,转载请注明本文地址/

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