浮筒液位计在乙烯装置深冷工段的成功应用

本网编辑 2021-12-16

在石油化工乙烯项目中，常常需要测量某些设备(容器)内液位高度或者液体到液体间的界面高度。

在石油化工乙烯项目中，常常需要测量某些设备(容器)内液位高度或者液体到液体间的界面高度。这些液位、料位、界面的测量统称为物位测量，最常用的是液位测量。物位测量的方法很多，常见的有：直读式、浮力式、静压式、电气式、声波式以及核辐射式等。本文将为大家介绍浮筒液位计的工作原理、分类以及应用实例等。

浮筒液位计工作原理

浮筒液位计是根据阿基米德定律和磁耦合原理设计而成的液位测量仪表，仪表可用来测量液位、界位和密度，负责上下限位报警信号输出。主要用于测量压力容器内液位，由4个基本部分组成：浮筒、弹簧、磁钢室和变送器表头。

浸在液体中的浮筒受到向下的重力，向上的浮力和弹簧弹力的复合作用。当这3个力达到平衡时，浮筒就静止在某一位置。当液位发生变化时，浮筒所受浮力相应改变，平衡状态被打破，从而引起弹力变化即弹簧的伸缩，以达到新的平衡。弹簧的伸缩使得位于线性差动变压器（LVDT）内的检测磁芯做垂直运动。当检测磁芯的位置随着液位变化而变化时，LVDT的次级线圈内产生了感应电压。这些信号经过电路处理并转换为4～20mA信号输出。

浮筒液位计分类

按照安装方式的不同可分为直接放入容器内的法兰顶装式和带外筒的侧–侧或者侧–底等安装方式。如图 1、2所示。按照变送器表头的安装位置也可以分为一体式和分体式。

浮筒液位计应用实例

乙烯工业是石油化工产业的核心，如图3所示，乙烯装置深冷工段的特点是低温深冷，测量点介质温度多为-100℃以下，对于仪表的接液部位在长期低温下工况下运行，及仪表本体保冷要求极高，一旦出现问题对于整个装置影响巨大。

虽然从2005年起，Magnetrol在中国现有的许多大型乙烯项目中已经成功销售和安装了数百台的低温磁翻板液位计，如图4所示，业绩众多，用户认可度很高。然而，由于缺乏应用实例，低温浮筒液位计在这个深冷工段的应用一直处于空白状态。

2019年中国石化工程建设有限公司（SEI）设计的中沙（天津）石化有限公司130万t/a乙烯项目中，由于Magnetrol之前没有低温浮筒液位计的业绩，用户和设计院最开始都很担忧，怕无法正常使用影响整个装置的开车运行。但是此用户是Magnetrol非常优质的客户已使用Magnetrol近百台其他产品，对于产品的性能和使用都非常熟悉，所以这个项目对于Magnetrol既是机遇也是挑战。通过和他们进行深入的技术交流，Magnetrol的技术工程师也反复地讨论确定解决选型、安装、标定等方面问题的方案。用户同意接受Magnetrol在没有相关业绩的情况下可以参与此次投标，最终15台低温浮筒液位计由Magnetrol中标，并准时交货。

如图5所示，这批浮筒液位计使用温度为-185～-109℃，密度：0.37～0.55kg/m³，压力：0.5～4.95MPa采用分体式安装方式。由于MISH工厂不具备深冷工况标定的条件，需要进行现场调试。在Magnetrol的指导下，用户以他们丰富的安装调试经验完成了所有15台E3系列浮筒液位计的现场调试，一次性开车成功且平稳运行至今。用户对Magnetrol产品也表示了极高的满意度和认可度，这也再次验证了“好产品自己会说话”的道理。