浅析伺服液位计在乙烯丙烯球罐的应用（一）

 引言

罐区的运行正常与否直接影响生产装置的生产负荷，是化工生产企业的重中之重。由于化工生产装置罐区的特殊性、危险性，对仪表的稳定性和可靠性比其他装置有了更高的要求。在正常生产过程中，设备专业对罐体检定周期为6年，所以仪表在运行周期内不具备更换更新条件，运行时间必须大于罐体检定周期。罐区的生产过程不复杂，但液位监测参数非常重要，国内外罐区液位测量主要使用雷达液位计、磁致伸缩液位计、伺服液位计、差压式液位计等不通测量类型液位计，根据不同的测量原理和方法，每种液位计都有其自身的优缺点和适用工况。

本文以E+H伺服液位计测量乙烯丙烯介质为例，总结E+H伺服液位计在乙烯丙烯球罐应用情况和维护过程中出现的问题，分析原因及如何预防性保养伺服液位计，以便充分发挥伺服液位计测量过程中高精度、高安全性的优点，确保烯烃罐区安全可靠运行。

1 伺服液位计工作原理

伺服液位计的测量原理是基于阿基米德原理、力平衡和力矩平衡原理进行测量液位变化。本文以E+H伺服液位计工作原理为例，详细说明其工作原理及结构。

E+H伺服液位计由浮子、钢丝、外轮毂、步进电机、CPU等组成，如图1所示。浮子（直径30mm～70mm）悬挂安装在测量钢丝上，测量钢丝缠绕在细槽外轮毂上，浮子升降过程中，平衡浮子重量变化使线毂中磁耦力矩发生变化，线毂径向力矩发生变化，计算轮毂的旋转次数，从而计算测量钢丝的移动距离，由此得出液位变化量与轮毂外壳完全隔离的耦合磁铁驱动轮毂旋转；外磁铁连接至轮毂，内磁铁连接至驱动电机，内磁铁旋转磁吸引力驱动外磁铁旋转，带动轮毂旋转；测量钢丝上悬挂的浮子重量在外磁铁上产生力矩，导致磁通量发生变化。内磁铁上的电磁传感器检测轮毂中的磁通量变化，传感器将重量信号传输至CPU驱动电机动作，使得重量信号始终保持为操作命令确定的设定值，浮子下降并接触液体时，在浮力作用下浮子重量减小，磁力传感器测量重量变化从而导致耦合磁铁上的扭矩发生变化，并通过霍尔传感器测量其扭矩的变化量发送至电机控制回路，随着液位上升或下降，驱动电机调节浮子位置，使用磁旋转编码器连续计算轮毂旋转，准确测量介质液位，这种径向力矩的检测对浮子浮力的检测非常灵敏，测量精度非常高，所以伺服液位计通过这样的原理测量乙烯丙烯球罐的液位等相关参数。

2 伺服液位计特点

1）伺服液位计具有双通道输出模式，可在球罐底部或安全区域安装二次显示仪，方便操作人员对球罐内乙烯丙烯储量监视。

2）伺服液位计是一种多功能检测仪表，采用模块化设计，可测量液位、界位、介质比重等参数，具有非常强的数据处理能力。

3）伺服液位计是一种高精度罐装测量仪表，其液位精度可达到±0.7mm，可用于计量，在球罐液位测量中得到了广泛的应用。

4）机械传动部件少，维修量少，以E+H厂家生产NMS53为例，具有LCD屏幕预警显示功能，可靠性高。

5）参数设置中具有触点输出功能，可用于高低液位报警开关，参与联锁。

6）具有维护观测腔，出现故障可在观测腔观测浮子与测量钢丝连接状态及浮子运行情况。

7)3个光敏式按键按钮设置参数，无需打开接线盒盖连接手操器。

8）具有预诊断功能，对现场维护人员具有维护预提示功能，如浮子、测量钢丝、CPU出现故障，可快速反映故障点，方便维护人员查找故障。

3 伺服液位计的选型及安装注意事项

伺服液位计在建设初期选型和安装非常重要，如选型不当或安装错误在后续生产维护过程中会导致测量不准，严重可导致伺服液位计损坏；石油化工乙烯丙烯球罐液位测量一般使用E+H生产的NMS 5型伺服液位计和霍尼韦尔生产的Enraf型伺服液位计测量液体乙烯丙烯液位，最近几年也有部分国产及其他品牌伺服液位计在乙烯丙烯球罐得到应用，本文以E+H生产NMS5型伺服液位计为例详细阐述其选型及安装注意事项，尽可能避免伺服液位计因安装导致测量不准的问题。

3.1 伺服液位计的选型

1）伺服液位计选用时，首先考虑其工艺工况和介质特性，测量介质密度宜大于或等于0.45g/cm³；界面测量时，两种液体的密度应恒定，且密度差应大于或等于0.15g/cm3。

2）根据伺服液位计的工作原理可知，伺服液位计由浮子探测液面后，拉力、重力、浮力形成平衡，而液态乙烯丙烯进入球罐后会产生波动或湍流，浮子会随着液面晃动，影响液位的测量，所以设计选型时宜选择安装导向管。

3）液位是罐区重要监控参数之一，精度需满足使用要求，一般情况监视使用精确度不宜低于±5mm；计量级精确度不宜低于±3mm。

声明：本文所用图片、文字来源《农业科学》，版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题，请与本网联系删除

相关链接：烯烃，乙烯丙烯，测量