摘要：液氨作為化肥工業(yè)和基礎化工的重要原料，主要用于生產(chǎn)硝酸、尿素及其他化學(xué)肥料，廣泛應用于化工行業(yè)。被氨屬子危險化學(xué)品，其儲罐液位需要實(shí)時(shí)監測，且需要設置相應的報警和聯(lián)鎖。本文針對液氨儲罐液位測量，介紹了幾種常用的被位計的工作原理、安裝方式、注意事項等，旨在為設計單位和液氨儲罐用戶(hù)進(jìn)行液位計選型時(shí)，提供一定的技術(shù)支持和參考，以滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的要求。

液氮是一種無(wú)色、易燃、有毒的液體，有強烈的剌激性氣味，容易氣化轉變?yōu)闅獍?。根?*安全監管總局發(fā)布的《*批重點(diǎn)監管的危險化工工藝目錄》的通知，氨儲存系統屬*批重點(diǎn)監控的化工工藝，氨溫度、壓力、流量、液位等均為重點(diǎn)監控的工藝參數。在進(jìn)行液位測量、監控時(shí)，自控系統中必須設置高低液位報警和聯(lián)鎖停泵，故保證液位連續、穩定、精確測量尤其重要。

1、差壓變送器液位測量

1.1 接管式差壓變迭器測量

測量原理如圖l所示。

計算量程：fj, P；Hxgx P l (Pa)

正遷移量：A=H伽gx：P I(Pa)

遷移后測量范圍：A-A+fj, P

圖1中，P 1為介質(zhì)密度，H。為液位起始點(diǎn)。差壓變送器與液體導管為水平安裝，只要確定氣相管內無(wú)冷凝液，當液位密度穩定時(shí)，即可準確測量液體的高度。但在液氨儲罐的液位測量過(guò)程中，氣相管內的氣氨會(huì )隨環(huán)境瘟度的變化而冷凝，產(chǎn)生壓差，故這種接管式的差壓測量方法不適用于液氮儲罐的測量。

1.2 隔膜式雙法蘭差壓變送器測量

1.2.1 測量原理（如圖2所示）

計算量程：△ P=Hxgxρ1(Pa）

負遷移量：B＝hxgxρ0-H0xgxρ1(Pa)

遷移后測量范圍：-B～-B+△P

因氨為腐蝕性介質(zhì)，故應采用隔膜式的雙法蘭差壓變送器，ρ0為毛細管中所充硅油的密度，h為兩個(gè)法蘭中心高度之差。

1.2.2 注意事項

選用隔膜雙法蘭差壓變送器測量液位時(shí)，變送器的安裝位置受毛細管長(cháng)度的制約，毛細管長(cháng)度一般為2～10m，且需要對毛細管采取保護和絕熱措施，故選型時(shí)需要特別注意儲罐的法蘭間距，以選擇合適的隔膜差壓變送器。

1.2.3 常見(jiàn)故障分析

1）液位無(wú)指示，可能為變送器硬件故障或連接線(xiàn)路故障。

2）液位指示為*大(*小)，可能為低壓側(高壓側)膜片、毛細管壞或封入液泄漏低壓側(高壓側)導致引壓閥堵。

3）液位指示為偏大（偏?。?，可能為低壓側(高壓側)放空堵頭漏，或低壓側(高壓側)閥門(mén)未全開(kāi)，或儀表未校準。

4）指示值無(wú)變化，可能為高、低壓側膜片或毛細管同時(shí)損壞，或電路板故障。

1.3 電子遠程傳感器

1.3.1 工作原理

這是一種新型差壓測量方式，分別利用兩個(gè)壓力傳感器進(jìn)行高低壓側的壓力測量，并將差壓在其中一個(gè)傳感器中進(jìn)行計算，計算完成后采用標準的兩線(xiàn)制信號輸出。其特點(diǎn)是：采用電子遠傳系統，通過(guò)標準電纜取代了傳統的引壓管和毛細管，消除溫度影響和測量偏差，無(wú)需伴熱或絕緣，無(wú)需零點(diǎn)遷移計算，減少了例行維護，但目前生產(chǎn)廠(chǎng)家較少。

1.3.2 常見(jiàn)故障分析

1）液位無(wú)指示，可能為高低壓側的任一壓力變送器硬件故障或連接線(xiàn)路故障。

2）液位指示為*大(*小)，可能為低壓側(高壓側)壓力變送器故障。

3）液位指示為偏大（偏?。?，可能為低壓側(高壓側)放空堵頭漏，或低壓側(高壓側)閥門(mén)未全開(kāi)，或儀表未校準。

4）指示值無(wú)變化，可能為用于計算的壓力傳感器故障，或電路板故障。

綜上所述，差壓變送器是測量液位*常用的一種方式，其精度較高，一般可達到±0.2%，但在液氨儲罐液位的測量中可能受介質(zhì)屬性和儲罐容量大小的限制，選擇時(shí)需要根據實(shí)際情況選擇合適類(lèi)型的差壓變送器測量方式。

2、磁翻板液位計

2.1 工作原理

磁翻板液位計根據浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。當被測容器中的液位升降時(shí)，液位計主導管中的浮子也隨之升降，浮子內的永久磁鋼通過(guò)磁耦合傳遞到現場(chǎng)指示器，驅動(dòng)紅、白翻柱翻轉180°，當液位上升時(shí)，翻柱由白色轉為紅色，當液位下降時(shí)，翻柱由紅色轉為白色，指示器的紅、白界位處為容器內介質(zhì)液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現液位的指示。

2.2 安裝方式及注意事項

側裝式磁翻板液位計產(chǎn)品可以做到高密封、防泄漏和在高溫、高壓、高粘度、強腐蝕性條件下安全可靠地測量液位，全過(guò)程測量無(wú)盲區、顯示醒目，讀數直觀(guān)，并且測量范圍大，配上液位報警、控制開(kāi)關(guān)，可實(shí)現液位或界位的上下限報警和控制，配上液位變送器可將液位界位信號轉換成二線(xiàn)制4~20mADC的標準信號，實(shí)現遠距離檢測、指示、記錄與控制。

3 導波雷達液位計

3.1 工作原理

導波雷達液位計是依據時(shí)域反射原理為基礎的雷達液位計，其電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播，當遇到被測介質(zhì)表面時(shí)，雷達液位計的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置，發(fā)射裝置與被測介質(zhì)表面的距離D與脈沖在其間的傳播時(shí)間t成正比：

D=c*t/2 ，其中c為光速。

經(jīng)計算得出液位高度。

導波雷達液位計根據結構的不同，可分為桿式探頭和纜式探頭。一般桿式探頭的測量范圍為0～4m，僅適用于小型儲罐的液位測量；纜式探頭的測量范圍為0～30m，與桿式相比運輸也更方便。因此，液氨儲罐液位測量常選用纜式導波雷達液位計。

3.2 安裝方式及注意事項

圖3中，左側儀表為纜式導波雷達液位計的安裝示意圖。

1）連接方式為頂部法蘭安裝，法蘭壓力等級不低于儲罐的壓力等級。

2）確定頂部法蘭的安裝位置后，應在法蘭中心正下方容器底部位置，由設備專(zhuān)業(yè)提前制作用于固定纜繩探頭的安裝支架。

3）纜式探頭端部重錘應帶有螺栓孔，用于在容器底部用螺栓固定纜繩，但要注意纜繩不能拉得太緊。纜繩的長(cháng)度需要根據頂部法蘭位置及固定支架高度計算后取合適值。

4）不得將探頭安裝在進(jìn)出料口附近，并盡量遠離管壁和罐內設施，確保探頭不接觸罐內的任何設備，以防止抑制波的干擾。

3.3 常見(jiàn)故障分析

1）液位無(wú)指示，可能為導波雷達變送器硬件故障或連接線(xiàn)路故障。

2）液位持續不變，可能因導波纜繩已與設備內部構件接觸或有強烈的干擾回波。

3）液位不穩定、波動(dòng)較大，可能為干擾回波增強或因液氨進(jìn)出導致液面不穩定。

纜式導波雷達液位計，采用兩線(xiàn)制24V DC回路供電，信號沿纜繩傳播，能量損失小，反射信號強，測量精度高（可達±0.05%），信號穩定，性能可靠，運行成本低，具有明顯優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于大型儲罐的液位測量。

結束語(yǔ)

隨著(zhù)測量技術(shù)的發(fā)展，各種類(lèi)型的儀表也不斷發(fā)展成熟，能達到精確測量、滿(mǎn)足控制和聯(lián)鎖的要求。液氨作為一種危險化學(xué)品，其儲罐的測量必須滿(mǎn)足**相關(guān)規范和工藝的要求?，F行工藝設計時(shí)，液氨儲罐均已配置液位檢測儀表，而且同一儲罐至少配備兩種不同類(lèi)別的液位計，并設置報警、聯(lián)鎖系統。自控設計人員在選型時(shí)，應根據工藝要求、儲罐結構特點(diǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量、維護及經(jīng)濟性等方面綜合考慮，選擇合適的儀表組合方式，實(shí)現液氨儲罐的液位監控。