非接触式外测液位计在液氯 储槽液位测量中的案例分析

引言

中盐吉兰泰氯碱化工有限公司是一家氯碱行业的化工企 业，拥有40万吨/年离子膜烧碱。在氯碱企业中，不可避免 地会有液氯的产出及中间存储过程。液氯化学名称液态氯，为 黄绿色液体，沸点-34.6溶点-103。在常压下即气化成 气体，吸入人体会严重中毒，有剧烈刺激作用和腐蚀性，在日 光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸。液氯储槽是压 力容器，同时也属于重大危险源，所以属于重点管理设备。最 早人们采用的是“结霜管液位计”测量方式，该方式比较直观, 属于一种传统方法，但用液位计的两个基本指标精度和可靠 性来评判，这种测量方法不能称之为液位计。后来又使用了雷 达液位计，由于液氯属于液化气体，雷达发射和接收过程中存 在“失波”现象，另外液氯中存在氯泥，会粘黏在天线上影响 雷达波发射接收，导致测量效果不稳定。最后通过向设计院 和行业专家咨询，了解到了非接触液位测量仪表一一ELL外 测液位计，通过考察论证后在A罐试用了一台该仪表，期间 测量效果满足使用要求。最后将其余五个液氯储槽液位计均换 成了 ELL外测液位计。此仪表不用在液氯储槽上开孔就可以 测量储槽内液位高度是最核心的一个特点。这样一来避免因 为开孔过多而引起的“跑、滴、冒、漏”，提高了安全管理水平; 另外由于不接触介质可以在线安装、维护非常方便，保证了仪 表维护人员的人身安全。所以在液氯储槽液位测量方式的选择 上，外测、非接触测量是一种最安全、最科学的测量方法。

2液位计使用效果对比

2.1结霜管液位计

结霜管液位计是一种比较原始的测量方法，基于连通器 原理。在储槽封头顶部、底部开孔，用一根无缝钢将槽罐和 钢管联通起来，由于液氯的温度基本都在零下，所以空气中 含有的水气就会在有液氯的位置结霜，图1所示是结霜管的 安装位置示意图，该方式的优势就是价格便宜，直观。

结霜管液位计最大的缺点就是“显示”滞后。进料过程: 从结霜管外表面常温到零度以下，结霜管外表面附近的水气 开始凝结，从水液态到水凝固，影响结霜的因素有环境温度、 湿度、储罐进料速度等。由于公司地处内蒙乌海市，常年干旱。 结霜速度非常慢，有时甚至不结霜，影响观测。出料过程：零 度以下的冰被周围的空气融化，这个过程中结霜管液位计的显 示更是严重滞后，所以该方式液位计不做参考。

2.2雷达液位计

其测量原理是依据时域反射原理，雷达液位计的电磁脉 冲以一定速度在介质顶部传播，当遇到被测介质表面时，雷达 液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲 发射装置，发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的 传播时间成正比，经计算得出液位高度。雷达液位计与罐内介质气相接触，由于气相介质的电极性和存在大量液滴，具有 很强的吸收和反射电磁脉冲能力，时有“失波”现象发生，造 成测量不准确。另外在被测介质表面会形成一层水汽混合层, 而这层不进行液位的计算，由于雷达无法对这层波形进行穿 透，也会造成虚假液位。

2.3 ELL外测液位计

其原理是在储槽容器底部外壁吸附一个液位测量探头, 检测容器产生的微小振动。它将容器在不同液位情况下的微小 振动转换为电信号传输给仪表主机，经过主机对不同模式的 振动波进行滤波、判别和复杂计算后，从而得到连续准确的 液位值。通过4〜20 mA传输到DCS系统进行监控，根据分 厂工艺控制要求设置高液位报警，严格地将液位控制在核实的 范围内，保障液氯系统安全稳定的生产。图2所示是外测液位 计的现场安装图。

ELL外测液位计主要由两部分组成，一部分是如图3所 示的液位测量探头，另一部分是图4所示的仪表主机。液位 测量探头直接吸附在液氯储槽底壁外侧，负责采集微震动信 号；主机安装在液氯储槽旁边，负责分析计算。液位测量探 头与主机之间由电缆进行连接。主机供电为DC 24 V，输出 4 〜20 mA、HART、Modbus，可以与 DCS、PLC 等二次仪 表进行通讯，仪表参数设定使用磁笔或者手操器。

ELL外测液位计安装非常方便，图5所示是其探头安装位置。安装时只需要将液氯储槽底部罐壁上的焊渣、油漆等 清除掉，直接将液位测量探头吸附在罐壁即可。

ELL外测液位计的优点：第一、安装简便，不用在储槽上开孔、仪表液位测量探头吸附在储槽容器外壁即可测量液 位，可以在线安装调试、维护;第二、外测液位计不与液氯接触, 绝无造成泄漏的可能，非常安全；第三、仪表发生故障时随 时方便拆卸、维护。避免了置换、抽空、分析等环节，不会对 正常生产造成的影响。

3结语

通过对本公司液氯储槽上三种液位计测量效果的对比和 分析，认为目前采用的外测液位计测量液位的方式是一种最先 进、最科学、最安全的方法。外测液位计独有的非接触方式 值得在易燃、易爆、剧毒等介质液位测量领域推广。

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