引言

在煉焦化工生產(chǎn)過程中，機(jī)械化澄清槽和焦油氨水分離槽中的焦油氨水界面測量指標(biāo)，是一項(xiàng)極其重要的工藝參數(shù)。控制好了機(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，給我們的界面測量帶來了很大的困難。長期以來，大家為了解決焦油氨水界面測量想了各種各樣的辦法，也采取了非常多的手段。我們經(jīng)過長期的現(xiàn)場實(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量方法，就是利用磁致伸縮液位計(jì)測量焦油氨水界面。磁致伸縮液位計(jì)是一種可以在惡劣環(huán)境下同時(shí)測量液位、界面的極高精度測量儀表，它的誤差一般不超過全量程的 0. 01%。用磁致伸縮原理測量液位這種技術(shù)的出現(xiàn)，使得要高精度、高可靠地測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，在磁致伸縮線一端裝有一個(gè)壓磁傳感器，該壓磁傳感器每秒發(fā)出 10 個(gè)電流脈沖信號給磁致伸縮線，并開始計(jì)時(shí)，該電流脈沖同磁性浮子的磁場產(chǎn)生相互作用，在磁致伸縮線上產(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向兩端傳送。直到壓磁傳感器收到這個(gè)扭應(yīng)力信號為止，利用壓磁傳感器可測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，然后通過全智能化電子裝置將

時(shí)間間隔大小信號轉(zhuǎn)換成與被測界面成比例的 4～20mA 信號進(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)置起來相對簡單，并且其校準(zhǔn)也較為方便，可以通過操作按鍵來直接完成;

(4)由于其采用了雙室結(jié)構(gòu)，它的接線端子與電子部件是相互獨(dú)立的，因此其防爆等級能夠做到很好，可以很好的滿足化產(chǎn)區(qū)的防爆等級要求;

(5)整個(gè)測量元件的變送部分均不與被測量介質(zhì)直接接觸，因此不會對傳感器造成磨損，因而可靠性較高，使用壽命較長;

(6)采用柱狀浮球，是充分考慮到被測介質(zhì)密度的變化所帶來的不利影響;

(7)安裝、調(diào)試、標(biāo)定等簡單方便。在現(xiàn)場安裝確定之后，可準(zhǔn)確計(jì)算出液位(界面)零點(diǎn)及滿量程在測量保護(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)和滿量程的位置，調(diào)零點(diǎn)和滿量程輸出分別為 4mA 和 20mA，無需通過液面(或界面)升降來調(diào)試、標(biāo)定。由于輸出信號反映的是絕對位置的輸出，而不是比例或需要再處理的信號，所以不存在信號漂移或變值的情況，不需要像其它類型的液位計(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，為用戶帶來極大的方便。但是當(dāng)被測液體的密度分布不均時(shí)，其浮子在液體中的高度會有變化，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)測量焦油氨水分離槽界面后，焦油氨水的界面測量一直非常穩(wěn)定和可靠，達(dá)到了較為理想的測量效果，給工藝操作人員提高了數(shù)據(jù)的可靠性，滿足了工藝的要求，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，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的認(rèn)可。

 

磁致伸縮液位計(jì)在焦油氨水分離槽界面測量上的實(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，同樣適合用于其他化產(chǎn)區(qū)域貯槽等界面或液位的測量。另外，從磁致伸縮液位計(jì)工作原理和工作結(jié)構(gòu)上來看，可以將浮子換成磁體，并將磁體安裝在移動(dòng)的被測工作件上，通過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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