介紹了改制后的雙法蘭差壓變送器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能指標(biāo), 客觀地說明了它的適用原理和使用中的注意事項(xiàng)。年產(chǎn)4 萬噸尿素工程二段蒸發(fā)器尿素液位的測量, 是該崗位生產(chǎn)過程中正常運(yùn)行所必須進(jìn)行監(jiān)測和控制的重要化
工參數(shù)之一。
它要求檢測儀表具備20m的量程上限,2.5MPa額定工作壓力, 140℃ 工作溫度, 抗化學(xué)腐蝕等性能; 并且在結(jié)構(gòu)上要有足夠長的導(dǎo)壓管和附加遷移機(jī)構(gòu)來適應(yīng)管路敷設(shè)和安裝位置的需要; 要具有插入式測量頭以避免引出介質(zhì)結(jié)晶而使測量失效。
為此, 我廠改制裝配了一種專用雙插入式氣動(dòng)法蘭差壓變送器代替常規(guī)差壓變送器, 被不少中小化肥廠采用, 取得了較好應(yīng)用效果。
2 現(xiàn)場安裝使用要求及儀表改進(jìn)措施二段蒸發(fā)器出口管尿液位測量范圍: o ~20m , 操作壓力:0.23~0.28MPa,操作溫度:130~140℃,主要成分 :熔融尿素液。安裝方式如圖1所示。
其中一例的主要參數(shù)為:
介質(zhì)密度:p=1210kg/m3
上下法蘭間距離:h=15.65m
變化液位高度:h=15.65m
初始液位高度:h0=0 m
導(dǎo)壓管長度(單長):L1=L2=18m
導(dǎo)管內(nèi)硅油密度:Pv=950kg/m3
計(jì)算液位高度作用在變送器上的量程上限△Pmax: ( K P a ) 由式( 1 ) 確定:
代入各已知參數(shù)得
B=18.65X950X9.81=173.81 (KPa)
根據(jù)用戶要求,一般均將童程向上回整到系列數(shù)值,取△Pmax=200KPa,負(fù)遷移量按計(jì)算數(shù)值,用調(diào)整儀表遷移機(jī)構(gòu)方法平衡B值。
生產(chǎn)過程中,當(dāng)操作溫度下降時(shí),熔融狀態(tài)的尿素液極易結(jié)晶凝固;操作溫度偏高時(shí),將會(huì)發(fā)生下列異構(gòu)化反應(yīng):CO(NH2)2 =NH,CNO =HCNO+NH,其中生成的氫氰酸(HCNO)對不銹鋼的腐蝕相當(dāng)強(qiáng)烈,既使瞬間發(fā)生的侵蝕作用,對厚壁設(shè)備相對影響不大,但對厚度只有0.15mm的儀表膜片的影響就十分明顯,多次積累必然會(huì)給測量帶來不良后果,輕者會(huì)使膜片變薄失穩(wěn),重則因腐蝕穿孔漏油使儀表失效。
為防止介質(zhì)結(jié)晶造成測量失靈,配置插入式測量頭深入管道壁內(nèi),提高測量靈敏度;采用鉻18鎳12鋁(欽)、含鑰2^-3%的奧氏體不銹鋼和優(yōu)基合金材料制成的感測膜片抗介質(zhì)腐蝕。實(shí)踐證明,國產(chǎn)Nb-Mo-Zr---Ti妮合金膜片材料比鉻18鎳12鑰不銹鋼有更強(qiáng)的耐蝕性,有資料介紹,妮也是抗氨基甲酸按的理想材料之一。
選用妮合金膜片代替了用戶曾經(jīng)提出的在不銹鋼膜片上貼F-46 (聚全氟乙丙烯)保護(hù)膜方案,避免了繁瑣的貼膜工序和因增加感測膜片厚度造成的附加誤差,消除了因F-46的滲透使不銹鋼膜片點(diǎn)蝕泄漏故障。
現(xiàn)場要求敷設(shè)導(dǎo)壓管長度比常規(guī)變送器增加10^-18m,因而增大了儀表的壓力損失和信號(hào)傳遞時(shí)間。利用調(diào)配感測膜片與測量膜盒有效面比值的方法增加測量力(比中量程差壓變送器提高2.1倍)。適當(dāng)降低導(dǎo)壓管內(nèi)硅油粘度,減少動(dòng)態(tài)下由摩擦阻力引起的壓力降.采取雙向抽真空生產(chǎn)工藝使儀表內(nèi)腔成為單相液體傳壓系統(tǒng),以保證測量信號(hào)的傳遞速度和準(zhǔn)確度。
3、改進(jìn)后儀表的主要特點(diǎn)和性能指標(biāo)
為尿素工程二段蒸發(fā)器組裝的尿素液位變送器,量程上限200MPa,額定工作壓力6.4KPa,被測介質(zhì)溫度一20-150°C,測量頭插入深度150mm,導(dǎo)壓管總長40m(單長每根20m),信號(hào)傳遞時(shí)間不超過lOs,精度等級(jí)1. 5級(jí),溫度和靜壓誤差指標(biāo),符合ZBN15003-87(QDZ氣動(dòng)單元組合儀表差壓變送器》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
4、應(yīng)用效果和注意問題
“七五”期間開工投產(chǎn)的小化肥30多個(gè)廠家尿素工程選訂了這種儀表,用來測定蒸發(fā)器出口管尿素液液位。一般正常操作運(yùn)行時(shí)間1至1.5年。河南輝縣化肥廠評(píng)價(jià)說“該產(chǎn)品性能可靠,工作穩(wěn)定,適應(yīng)面廣,抗腐蝕性強(qiáng),特別是膜片直接與尿液接觸,能夠連續(xù)長周期正常使用18個(gè)月以上。”可見這種遠(yuǎn)傳防腐型插入式雙法蘭差壓變送器是一種在大量程、高溫、高粘度、易結(jié)晶、強(qiáng)腐蝕場合下較適用的一種液位測盆儀表。
調(diào)試、安裝使用中要注意以下幾個(gè)問題:
a.變送器都是帶負(fù)遷移機(jī)構(gòu)并置于遷移狀態(tài)出廠的,其輸入一輸出特性如圖2所示。
當(dāng)變送器接通140KPa氣源后,未加輸入信號(hào)△P時(shí),輸出壓力Pth不是指示在20KPa上,而是在100KPa左右,見圖2中曲線①,這是正,F(xiàn)象,不要當(dāng)成故障去調(diào)節(jié)零點(diǎn)彈簧和遷移彈簧以及量程支點(diǎn)螺母,改變輸出壓力,而應(yīng)在負(fù)壓室一側(cè)接入計(jì)算的負(fù)遷移量B值(實(shí)例中B=173. 8IKPa,因負(fù)遷移量與輸入信號(hào)作用方向相反,故在橫座標(biāo)上為負(fù)值),才能使輸出壓力接近子20KPa,經(jīng)過調(diào)零使輸出壓力等于 20KPa后,再從正壓室一側(cè)輸入測量信號(hào),使儀表處于如圖中曲線②表示的工作狀態(tài)。
b.導(dǎo)壓管要固定牢靠,避免管路晃動(dòng)引起信號(hào)壓力波動(dòng);導(dǎo)壓管的彎曲半徑不應(yīng)小于150mm,免得致使管截面變小堵塞,妨礙壓力傳播;要特別注意防止磕碰感測膜片,砸傷、踏斷導(dǎo)壓管,確保儀表內(nèi)部始終處在充滿硅油、嚴(yán)格密封狀態(tài)下正常運(yùn)行。