作時(shí)間：2018-05-10 來(lái)源：中冶焦耐(大連)工程技術(shù)有限公司，鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司焦化廠 作者：盧紅艷 ，楊真均 ，陳 兵
摘 要:分析原焦油氨水分離槽界面檢測(cè)存在的問(wèn)題，提出用高精度磁致伸縮液位計(jì)解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，并介紹其工作原理、性能特點(diǎn)、安裝使用以及應(yīng)用效果。磁致伸縮液位計(jì)的工作原理是綜合利用了磁致伸縮效應(yīng)、電磁效應(yīng)、浮力原理、電子技術(shù)等技術(shù)研制而成的測(cè)量液位的儀表，它在高精度液位測(cè)量領(lǐng)域中相對(duì)于傳統(tǒng)液位計(jì)有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
引言
在煉焦化工生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械化澄清槽和焦油氨水分離槽中的焦油氨水界面測(cè)量指標(biāo)，是一項(xiàng)極其重要的工藝參數(shù)�？刂坪昧藱C(jī)械化澄清槽和焦油氨水分離槽中焦油氨水界面的穩(wěn)定，才可以降低產(chǎn)出焦油中的含水量，為后續(xù)單元的生產(chǎn)提供合格的原料，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。同時(shí)又能夠做到在循環(huán)氨水中不帶焦油。而這一切的基礎(chǔ)，都取決于焦油氨水界面的測(cè)量。由于機(jī)械化澄清槽和焦油氨水分離槽的工作特點(diǎn)所決定，使得其中的焦油氨水的界面處存在著一層懸濁層和乳化層的混合層，造成了焦油氨水的分界面不清晰，給我們的界面測(cè)量帶來(lái)了很大的困難。長(zhǎng)期以來(lái)，大家為了解決焦油氨水界面測(cè)量想了各種各樣的辦法，也采取了非常多的手段。我們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐摸索，也找到了一種價(jià)格比較低，安裝維護(hù)工作量比較小的界面測(cè)量方法，就是利用磁致伸縮液位計(jì)測(cè)量焦油氨水界面。磁致伸縮液位計(jì)是一種可以在惡劣環(huán)境下同時(shí)測(cè)量液位、界面的極高精度測(cè)量?jī)x表，它的誤差一般不超過(guò)全量程的 0. 01%。用磁致伸縮原理測(cè)量液位這種技術(shù)的出現(xiàn)，使得要高精度、高可靠地測(cè)量液位和界面的這個(gè)難題很好地得到了解決。
1 磁致伸縮液位計(jì)工作原理
磁致伸縮式液位計(jì)是采用磁致伸縮原理設(shè)計(jì)的。其工作原理是:在一個(gè)非磁性傳感管內(nèi)裝有一根磁致伸縮線(xiàn)，在磁致伸縮線(xiàn)一端裝有一個(gè)壓磁傳感器，該壓磁傳感器每秒發(fā)出 10 個(gè)電流脈沖信號(hào)給磁致伸縮線(xiàn)，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，該電流脈沖同磁性浮子的磁場(chǎng)產(chǎn)生相互作用，在磁致伸縮線(xiàn)上產(chǎn)生一個(gè)扭應(yīng)力波，這個(gè)扭應(yīng)力波以已知的速度從磁浮子的位置沿磁致伸縮線(xiàn)向兩端傳送。直到壓磁傳感器收到這個(gè)扭應(yīng)力信號(hào)為止，利用壓磁傳感器可測(cè)量出起始脈沖和返回扭應(yīng)力波間的時(shí)間間隔，根據(jù)時(shí)間間隔大小來(lái)判斷磁浮子的位置。我們根據(jù)焦油氨水界面的介質(zhì)特殊物理特征，設(shè)計(jì)出了能夠正常懸浮在焦油層上的浮子，由于浮子總是懸浮在焦油層上，且磁浮子位置隨焦油層的變化而變化，即時(shí)間間隔大小也就是界面的高低，然后通過(guò)全智能化電子裝置將
時(shí)間間隔大小信號(hào)轉(zhuǎn)換成與被測(cè)界面成比例的 4～20mA 信號(hào)進(jìn)行輸出。
2 磁磁致伸縮式液位計(jì)的性能特點(diǎn)
(1)磁致伸縮液位計(jì)所使用的浮球是依據(jù)工藝上所提出的氨水與焦油的混合物的密度進(jìn)行制造的，因此，浮球在液體中所停留的位置就是工藝上所要求測(cè)量的焦油與氨水之間的界面，而且由于采用了性能較高的壓電傳感器與電子模塊，使得磁致伸縮液位計(jì)具有高精度這個(gè)特點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足工藝使用要求;
(2)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工作原理決定了液位計(jì)不受所測(cè)量介質(zhì)的介電常數(shù)、壓力及溫度變化、蒸汽、介質(zhì)霧化以及介質(zhì)表面泡沫的影響，因此能夠克服焦油氨水分離槽內(nèi)較為復(fù)雜的工藝環(huán)境;
(3)由于采用了可編程和模塊化的設(shè)計(jì)，因此其參數(shù)設(shè)置起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，并且其校準(zhǔn)也較為方便，可以通過(guò)操作按鍵來(lái)直接完成;
(4)由于其采用了雙室結(jié)構(gòu)，它的接線(xiàn)端子與電子部件是相互獨(dú)立的，因此其防爆等級(jí)能夠做到很好，可以很好的滿(mǎn)足化產(chǎn)區(qū)的防爆等級(jí)要求;
(5)整個(gè)測(cè)量元件的變送部分均不與被測(cè)量介質(zhì)直接接觸，因此不會(huì)對(duì)傳感器造成磨損，因而可靠性較高，使用壽命較長(zhǎng);
(6)采用柱狀浮球，是充分考慮到被測(cè)介質(zhì)密度的變化所帶來(lái)的不利影響;
(7)安裝、調(diào)試、標(biāo)定等簡(jiǎn)單方便。在現(xiàn)場(chǎng)安裝確定之后，可準(zhǔn)確計(jì)算出液位(界面)零點(diǎn)及滿(mǎn)量程在測(cè)量保護(hù)管中的相應(yīng)位置，在安裝前即可通電調(diào)
試，把浮子分別置于零點(diǎn)和滿(mǎn)量程的位置，調(diào)零點(diǎn)和滿(mǎn)量程輸出分別為 4mA 和 20mA，無(wú)需通過(guò)液面(或界面)升降來(lái)調(diào)試、標(biāo)定。由于輸出信號(hào)反映的是絕對(duì)位置的輸出，而不是比例或需要再處理的信號(hào)，所以不存在信號(hào)漂移或變值的情況，不需要像其它類(lèi)型的液位計(jì)那樣進(jìn)行定期標(biāo)定和維護(hù)，大大節(jié)省了人力和物力，為用戶(hù)帶來(lái)極大的方便。但是當(dāng)被測(cè)液體的密度分布不均時(shí)，其浮子在液體中的高度會(huì)有變化，需要以實(shí)際介質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定。
3 小結(jié)
用磁致伸縮液位計(jì)測(cè)量焦油氨水分離槽界面后，焦油氨水的界面測(cè)量一直非常穩(wěn)定和可靠，達(dá)到了較為理想的測(cè)量效果，給工藝操作人員提高了數(shù)據(jù)的可靠性，滿(mǎn)足了工藝的要求，也非常有效提高了氨水與焦油分離的效果，循環(huán)氨水的品質(zhì)得到了保證，為焦化的穩(wěn)定安全生產(chǎn)帶來(lái)了可靠的保證。日常的維護(hù)中，磁致伸縮液位計(jì)所需要做的工作就是要定期測(cè)量排放口排出的介質(zhì)密度以便確認(rèn)磁致伸縮液位計(jì)所檢測(cè)出的界面位置是否與工藝的實(shí)際位置相符合。由于磁致伸縮液位計(jì)具有維護(hù)工作量很小、維護(hù)人員不用經(jīng)常接觸被測(cè)介質(zhì)等特點(diǎn)，從而大大降低了和危險(xiǎn)化工品接觸的機(jī)會(huì)，提高了磁致伸縮液位計(jì)性能價(jià)格比，在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣大用戶(hù)的認(rèn)可。
磁致伸縮液位計(jì)在焦油氨水分離槽界面測(cè)量上的實(shí)際效果證明，磁致伸縮液位計(jì)能夠從根本上解決較復(fù)雜工藝環(huán)境介質(zhì)的液位和界面檢測(cè)，同樣適合用于其他化產(chǎn)區(qū)域貯槽等界面或液位的測(cè)量。另外，從磁致伸縮液位計(jì)工作原理和工作結(jié)構(gòu)上來(lái)看，可以將浮子換成磁體，并將磁體安裝在移動(dòng)的被測(cè)工作件上，通過(guò)磁體的位移量間接反應(yīng)出某些設(shè)備的準(zhǔn)確定位，因此磁致伸縮液位計(jì)有著非常廣泛的應(yīng)用前景。
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