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摘 要：為了保證煉油廠的核心環保裝置——三聯合硫磺回收裝置的平穩運行， 筆者闡述了 UTD 型電動浮筒液位變送器、 平衡容器、 吹氣式液位計、 智能差壓變送器 4 種液位測量裝置的結構與工作原理， 分析了其常見故障， 提出了處理方法， 有效提高了三聯合硫磺回收裝置的硫磺回收率， 為解決同類裝置長周期運行問題提供了技術思路， 具有一定的借鑒意義。
在三聯合硫磺回收裝置中， 用于測量液位的裝置有 UTD 型電動浮筒液位變送器、 平衡容器、 吹氣式液位計、 智能差壓變送器、 UDE 型射頻導納液位變送器等， 其中使用最多的液位測量裝置是UTD 型電動浮筒液位變送器。 在具體應用過程中，各類裝置經常出現故障， 導致裝置測量不準確，影響了整套裝置的平穩運行 [1-3] 。 為了確保三聯合硫磺回收裝置安全平穩運行， 筆者結合測量裝置運行的實際情況， 深入探討其影響因素， 分析其常見故障并提出處理方法， 同時為解決同類裝置長周期運行問題提供技術思路。
1 UTD 型電動浮筒液位變送器故障分析及處理
1.1 結構與工作原理
UTD 型電動浮筒液位變送器結構見圖 1 。
在圖 1 中， 電源電壓為直流 24 V ， 電流為 4~20 mA 。 由圖 1 可以看出， 當風筒的內筒受到液位體向上的浮力 F 1 后， 通過杠桿的作用使應力傳感器受到一個向下的力 F 2 為
F 2 =L 1 F 1 /L 2 =k 0 F 1 . （ 1 ）
應力傳感器的轉換電流 I 與力的關系為
I=k 1 F 2 =k 0 k 1 F 1 =kF 1 . （ 2 ）
經分析可知， 轉換電流 I 與內筒的浮力 F 1 成線性關系。
1.2 常見故障分析及處理方法
1 ） 變送器故障。 該故障的現象是液位指示不準， 忽大忽小， 用小螺絲刀調校量程指針， 發現量程指針不動。 此時需要更換變送器并重新校驗浮筒， 才能投入生產。
2 ） 傳感器故障。 該故障的現象是液位指示在某一位置不動。 經過筆者多次拆卸研究， 發現在好的傳感器中， 褐—綠、 褐—紅、 褐—淺紅、 紅—綠、 黃—綠等兩線間電阻均為 2.9 kΩ 。 只要通過萬用表測量上述各線之間的電阻是否為 2.9 kΩ ， 便可
以確定傳感器好壞， 從而減少拆裝傳感器的勞動，為生產贏得時間。
3 ） 浮筒脫落故障。 該故障的現象是液位指示始終位于最大值。 其原因是限制釘或吊桿螺母脫
落。 此時需緊固限制釘或吊桿螺母方可正常使用。
4 ） 浮筒破裂與浮筒入水故障。 該故障的現象是液位指示始終位于最小值。 此時需要更換配套浮筒， 或者更換整臺液位變送器。
2 平衡容器故障分析及處理
三聯合硫磺回收裝置車間的汽包液位測量原來是用 UTD 型電動浮筒液位變送器， 在實際使用中由于汽包內水溫超過 200 ℃ ， 壓力達到 4 MPa ， 因此汽包內產生大量的蒸汽， 對內浮筒影響很大， 容易出現假液位現象， 造成多次錯誤操作。 改進設計后采用平衡容器 （見圖 2 ）， 由于平衡容器內沒有可動部件， 因而克服了高壓力蒸汽對其的影響， 從而可以穩定地測出液位。 平衡容器在投用前， 要先將負引壓管灌滿水， 并在表頭或分布式控制系統（ Distributed Control System ， DCS ） 上實行負遷移后才能投用。 此外， 在平衡容器使用過程中， 還要注意檢查注水孔及各處連接口有沒有泄漏。
3 吹氣式液位計故障分析及處理
3.1 結構與工作原理
吹氣式液位計結構見圖 3 。 壓縮空氣經過過濾器和減壓閥， 根據被測液位的情況， 將氣壓降到某一數值 P 1 ， 經過節流元件降到 P 2 ， 再經過轉子流量計， 最后壓縮空氣由容器內的導氣管下端敞口處逸出。 當導管下端有微量氣泡逸出時導管內的氣壓幾乎與封液壓力相等， 當液位上升或下降時， 封液壓力隨之升高或下降， 致使從導管逸出的氣量也要隨之減少或增加。 由于節流元件的穩流作用， 供氣量是恒定不變的， 則導管內的壓力勢必隨液封壓力的升降而升降， 因此變送器可以隨時指示出液位的變化。 氣體流量的大小一般以在最高液體時仍有氣泡逸出為宜， 流量過大， 則流經導管的壓降變大， 這樣會引入較大的測量誤差； 流量過小， 又會造成測量滯后。
3.2 常見故障分析及處理方法
一是導氣管的正壓下端、 負壓下端被硫磺堵塞， 現象是吹氣式液位計顯示偏大或顯示最大值，需要用蒸汽吹掃， 吹通后才能正常使用。 二是導氣管被腐蝕穿孔， 液位計顯示不準， 需更換導氣管。
4 智能差壓變送器故障分析及處理
4.1 智能差壓變送器的工作原理
智能差壓變送器結構見圖 4 。 差壓作用在膜盒內， 當差壓產生變化時， 推動正壓室、 負壓室的膜頭移動， 使正壓室膜頭與中間固定電極之間的電容量發生變化， 通過內部電路將電容轉換成電流變化。 智能
差壓變送器根據生產的需要， 要先進行正遷移或壓管灌水， 并在表頭或 DCS 上進行遷移后才能投用。
4.2 常見故障分析及處理方法
一是零點遷移。 現象為顯示不準， 需要調整零點以排除故障。 二是接頭泄漏。 現象為顯示不準，需要緊固接頭或更換三閥組， 并且調整零點。 三是毛細管穿孔造成傳壓介質 （硅油） 泄漏。 現象為測量不準， 需要更換變送器。 四是金屬膜盒被測介質凝結。 現象為測量不準， 需要清洗金屬膜盒才能測量準確。
5 結束語
三聯合硫磺回收裝置是煉油廠環保裝置的核心， 因此保證其平穩運行很有必要。 通過對裝置運行故障的分析， 并提出相應處理措施， 有效提高了三聯合硫磺回收裝置的硫磺回收率， 對同類裝置的平穩、 長周期運行具有一定的借鑒意義。
