电容式液位计

　　某公司年产16万t己二酸装置中使用的液位计，主要有磁致伸缩液位计、双法兰液位计等。该装置开车运行不到一年的时间里，某些关键位置的液位计即出现测量不准、液位计损坏等情况，故障率陡升，部分温度高、腐蚀性强及易结晶等恶劣工况的液位计相继出现问题，数量较多的法兰式液位计、差压变送器膜盒出现了腐蚀损坏情况，且腐蚀严重。
在分析了液位计故障的原因之后，采用HDKR-09电容式液位计替代磁致伸缩液位计和双法兰液位计，改造初期，选择二元酸熔融罐液位进行试用，效果较好。继而将所有存在问题的液位计进行改型。
1、液位计故障现象与原因分析
装置中二元酸液位为插入式法兰变送器，仪表测量膜片材料为316L，介质为熔融二元酸，温度175℃，开车期间仪表即损坏，使用周期不超过一个月，膜盒出现针孔式腐蚀，更换钽材质平膜片变送器后，未出现腐蚀，但结晶造成仪表仍无法正常使用;二元酸液位为插入式法兰变送器，仪表材料为316L，介质为二元酸和蒸汽，125℃，装置开车初期即损坏，使用周期不超过一年，膜盒膜片腐蚀脱落;平衡罐液位计为磁致伸缩液位计，工况温度90℃，介质为己二酸、硝酸及水等，介质易结晶，造成磁致伸缩浮球频繁出现卡滞，故障率高，无法正常测量;活性炭液位计为磁致伸缩液位计，工况温度20℃，介质为活性炭水溶液，介质为带颗粒物溶液，磁致伸缩浮球频繁出现卡滞，故障率高，无法正常测量。
对液位计测量不准，故障频发的原因进行了分析研究，结论如下:
a．介质温度高、腐蚀性强。造成双法兰液位变送器膜片腐蚀严重，部分变送器膜片甚至完全脱落，在较短的时间内即腐蚀损坏，部分仪表试车期间短短几天膜片即损坏。
b．易结晶挂料。易结晶问题造成磁致伸缩液位计浮球频繁出现卡滞情况，故障率高，无法正常测量，使用平膜片双法兰液位变送器同样无法正常测量。
c．颗粒物溶液。溶液内的颗粒物积存于磁致伸缩液位计的浮球与探杆间，造成浮球卡滞，无法活动自如，故障率较高。
2、改进措施
针对HDKR-09电容式液位计自身的问题，以及现场工况存在的温度高、腐蚀性强、易结晶挂料及颗粒物溶液等介质状况，研究决定采用电容式液位计进行改型试验。电容式液位计通过检测电容变化测量液位，其电容传感器是根据圆筒形电容器原理工作的。电容式液位计的测量电极由内极和外套组成，内极材料为316L，外极材料为PFA，被测介质压力可达320bar(1bar=100kPa)，介质温度－200～250℃，耐酸碱度高，可应用于各种恶劣苛刻的工况环境。
2．1安装
HDKR-09电容式液位计采用内插方式安装在设备顶部，如图1所示。安装时，需保护电容液位计探极外表包覆的特氟龙涂层不被碰坏划伤，并紧固上下法兰使上下法兰处于电气接通状态(接触电阻为0Ω)，如果容器有搅拌应使传感器探极远离搅拌叶片以防损坏探极。

2．2调试校准
HDKR-09电容式液位计的调试校准原理如图2所示，即根据工艺情况确定液位的零点和满点，并使用零点和量程设置功能计算并设置零点电容C0和满点电容CFS。

式中C0———液位最低点传感器电容，pF;Cx———传感器电容，pF;CFS———液位最高点传感器电容，pF;h———液位高度，m;h%———百分液位;H———量程，m;I0———输出电流，mA。2．2．1快捷零点和量程标定方法快捷零点和量程的标定方法分为3种情况，具体如下:a．容器设备内液位为空时进行零点标定。当液位处于零点时，按住“SET+?”键并持续5s，进入零点快捷菜单;按“⊥”键选择“YES”进行零点校准操作;按“SET”键确认选择。b．容器设备内液位满时进行量程标定。当液位处于满点时，按住“SET+⊥”键持续5s，进入零点快捷菜单，LCD显示“NO”;按“⊥”选择“YES”进行量程校准操作;按“SET”键确认选择。c．检查零点和量程标定后的电容值。使用“?”键观察零点和满点处传感器的电容值。2．2．2在线任意液位位置的标定 已知传感器电容零点，已知任意液位位置，并读取仪表电容检测值，从而计算出量程电容值;将零点电容值和量程电容值分别手动输入仪表，完成仪表的在线标定。此方法适用于在线更换仪表，适用于在线装置无法升降液位并完成量程标定的情况。3、实施效果 改造初期，将二元酸液位计改为电容式液位计并进行试验，仪表测量准确，使用周期长，安装调试方便，可在线进行更换并设置零点、满点参数。试用一段时间后拆检电容式液位计，电极和护套完好，未出现进液、腐蚀等情况。目前已将所有存在问题的近20台双法兰液位计和磁致伸缩液位计进行了更换改型，彻底解决了己二酸装置液位仪表故障率高、运行不稳定的问题。