化工尿素系統中電容式液位計的應用

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　　電容式液位計是根據電容感應的原理制作而成的儀表，具有良好的結構以及簡單便捷的安裝方式，因此被廣泛用于各種行業當中。
某化學工業有限公司的尿素系統目前使用了4套電容式液位計來測量重要設備的液位。該液位計具有性能穩定、工作可靠、指示準確等優點。自從投用以來，該液位計也出現了一些問題，影響了正常的工藝操作。本文就電容式液位計在使用過程中出現的故障加以分析，并介紹其改進方法。
　　1 　基本結構及工作原理
　　如圖1 所示， 電容式液位計由電容傳感器(電極)和檢測電容的測量線路(EC11Z 和FMC420)組成。電極把液位的高低轉換為電容量的變化，然后再由EC11Z和FMC420檢測出電容的大小，并轉換為直流電流信號輸出，從而實現對液位的連續測量、遠傳指示、記錄或自動控制。

　　2 　原結構缺點
　　原電極采用不銹鋼彈簧片，外涂2mm 搪瓷絕緣層。該結構存在如下缺點:
　　(1)電極外所涂搪瓷絕緣層比較脆，不耐高溫、高壓，經不起沖刷。從損壞的3根電極看，絕緣層都有不同程度的劃痕，非常嚴重的1根有2處絕緣層已被嚴重破壞。
　　(2)電極一次性使用，不可修復。
　　(3)采用法蘭結構與設備連接，由于所測設備溫度高、溫差較大，使密封墊片過量壓縮變形，易產生泄漏，需升溫后再次擰緊螺栓才能阻止泄漏。另外，由于長時間高溫、高壓的作用，給拆卸檢查帶來困難。
　　(4)FMC420 采用220 V(AC)，電源電壓較高，現場安裝不安全。
　　(5)輸出的0 ～ 20 mA(DC)不是國際標準信號，無法實現DCS 控制。
　　3 　改進措施
　　(1)電極采用不銹鋼棒，外面用聚四氟乙烯塑料管作為絕緣。聚四氟乙烯絕緣層損壞后可對電極重新絕緣，修復后再使用。
　　(2)采用內、外螺紋連接，容易拆卸。
　　(3)采用回彈能力較好的密封墊片(膨脹石墨金屬纏繞墊)，保證密封效果。
　　(4)將220V(AC)改為24 V(AC)，便于現場安裝，消除危險。
　　(5)改為4 ～ 20 mA(DC)國際標準信號輸出，在DCS 系統實現自動控制。
　　4 　電極改進
　　將長600mm 不銹鋼電極棒用聚四氟乙烯絕緣管套上，利用酒精噴燈對電極棒進行熱塑絕緣，電極與外螺紋連接處用耐高壓、耐高溫的石墨填料進行密封。制成后的電極在一個密閉容器內經9 .81MPa耐壓試驗24h，沒有泄漏才可使用。
　　5 　調校
　　校驗是在FMC420上實現的，設定簡單、可靠、準確和迅速。用一個空的容器設定零點，用滿容器設定范圍，零點校驗和量程校驗互不影響。
　　5 .1 　基本位置
　　(1)將零位調節和范圍調節的調節旋鈕逆時針方向轉到左側終點。
　　(2)在范圍開關板上，將3個下方開關轉接到右面，3個上方開關轉接到左面。
　　(3)把零位開關旋鈕轉到F處。
　　5 .2 　零位校驗
　　(1)使被測容器液位為零。
　　(2)用1臺數字萬用表監測，調節零位粗調，使輸出接近0 V 。
　　(3)再用零位細調進行調整，使萬用表示值正好是0 V 。
　　5 .3 　范圍校驗
　　(1)使被測容器充滿。
　　(2)用范圍粗調調節，使萬用表示值接近10V 。
　　(3)用范圍細調調節，使輸出正好是10 V 。
　　6 　改進后的優點
　　(1)便于檢修。
　　(2)密封牢固，沒有泄漏。
　　(3)價格便宜，容易制作。
　　(4)指示準確。
　　7 　故障及處理
　　在電容式液位計投用期間，故障主要出現在以下幾個方面:
　　(1)電極損壞。這種故障是主要故障，曾經因為3次電極失效引起尿素系統停車，因此如何提高電極的使用年限是關鍵。通過改造后，電極已連接運行4 年，說明改造效果比較好。
　　(2)指示失靈。這種故障主要出現在接線上以及EC11Z和FMC420損壞。只要認真檢查線路，發現EC11Z或FMC420故障，立即更換，故障就可以消除。

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