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  • LD134型液位計故障分析及校驗

    http://www.njxszs.com 2015年09月19日        

      粘膠短纖維生產過程中,對二浴和絨毛成型槽排出的CS2必須經過回收處理,CS2經過蒸出、冷凝、分離三道工序后,進入CS2沉降槽中,通過回收泵回收,而回收泵由DCS與液位計連鎖控制,液位到達高位時開泵,低位時停泵。LD134型液位計結構可靠,維護簡單,其變送器可通過HART協議雙向通訊。自1998年投入使用后,一直運行穩(wěn)定,可近幾個月中控室反映液位計測量不準,最低只能到34%就不再往下降,到不了設定的低液位限值,經常把沉降槽內的CS2打空了也不停泵,嚴重影響了對CS2回收工藝的控制。
            1.LD134型液位計工作原理
            LD134型液位計主要由浮筒、應變片、應力變送器等組成,它的基本測量原理是阿基米德浮力定律。如圖1,當足夠重且具有截面積為S的浮筒掛在杠桿上時,杠桿受力為F=G-F浮=G-ρ液gSh液,其中G為浮筒的重力。浮筒重力通過彈簧補償,其浮力則通過杠桿和力矩桿傳送到測量單元的操作桿,最終的作用力通過彎梁上的惠斯通電橋的電阻應變片轉變?yōu)橐粋€正比的直流輸出電壓,并由以單片機為核心的集成電路(統(tǒng)稱為DSP),轉變?yōu)?~20mA的兩線輸出信號與上位機DCS相連參與控制。
            在CS2沉降槽中,使用了與CS2互不相溶且可分出明顯界面的堿水作為第二介質。

       圖1

            LD134液位計垂直安裝于旁通管上,當沉降槽中無CS2,而是充滿堿水時,可認為液位計處于測量零點,其受力為F0=G-ρ1gV浮,其中ρ1為堿水密度;當浮筒整個浸在CS2中時,則為最高液位點,其受力F100=G-ρ2gV浮,其中ρ2為CS2密度(對應F0、F100,變送器輸出4-20mA信號);而在中間狀態(tài)時,假設浮筒長度為L,CS2液位為h時,F=G-[ρ1gS(L-h)+ρ2gSh]=G-gS[ρ1L+(ρ2-ρ1)h]=G-ρ1gSL-(ρ2-ρ1)gSh,所以F與CS2液位h成反比。
            2.故障分析
            根據中控室反映的情況,結合浮筒液位計的工作原理,可知浮筒受到一個固定的上托力(恰好使液位計可穩(wěn)定34%左右)使液位計不能回零;實際密度ρ2比原先標定的大,使得F0減小,零點上移;浮筒重量變小,也使得F0減小,零點上移。
            通過與工藝員探討與實地勘察,發(fā)現ρ1實際為堿水密度,而銘牌標定ρ1=103kg/m3,為純水的密度,很顯然ρ堿水>ρ純水,但差值不算太大,不足以使零點上移百分之三十多;旁通管并未處于垂直狀態(tài),當浮筒下沉到一定程度時,浮筒與旁通管壁之間會有摩擦現象;浮筒長期泡在CS2和堿水中,受到一定的腐蝕,浮筒的銘牌標稱質量為4.894kg,而實際浮筒質量僅為4.2kg左右。
            3.現場校驗
            在對旁通管進行校直后,其它因素仍將造成液位計零點的上移,同時由于重力G的減小,滿量程點也會發(fā)生變化,必須重新校驗液位計的零點和滿量程點。
            采用現場校驗手段,即先將CS2全打空,在浮筒完全浸在堿水中時,標定零點0%,再等沉降槽中CS2沉積到滿量程點時,標定100%。一般使用過程中,高液位限值定在40%左右,所以對滿量程點的要求不是很精確,也為了安全起見,在CS2沉積到80-90%之間時即整定100%,實際設定時可根據經驗適當上調高液位限值,即能滿足工藝要求。檢驗過程如下:
           (1)從DCS將泵打到手動狀態(tài),開泵,現場觀察計量罐,出來堿水時即認為CS2已打空,停泵;

              

                                 圖2                                                                圖3
                                                              
           (2)打開LD134液位計變送器的上端蓋,將萬用表打到20mA直流電流擋,如圖2示接線(或如圖3,并將撥鈕開關打到“1”狀態(tài));
           (3)打開0%鑰匙鍵,壓住按鈕,保持5s,松開,萬用表顯示應為4mA;
           (4)通過玻璃視鏡觀察沉降槽中CS2液位積累到90%左右時,打開100%鑰匙鍵,壓住按鈕,保持5s,松開,此時萬用表顯示20mA;
           (5)開泵,觀察液位計顯示值的線性,如果線性正常,調節(jié)DCS中各參數,將DCS打到自動狀態(tài)。
            在整個校驗過程中,需要注意的是:零點、滿量程的鑰匙按鈕均為雙態(tài)標定,即按住時間若僅為3s時,認為是標定斜率,5s后方能確認零點、滿量程值,所以時間一定要掌握好;CS2沉降槽中的CS2大概需要10h才能沉積到90%,所以在標定滿量程后,如果泵啟動,液位顯示值不變,應停泵重新校驗一次滿量程點,以確信它已被確認,減少不必要的麻煩;使用TEST接線端子時,到DCS的信號將被斷開,校驗完后,應將撥鈕開關打回“ON”狀態(tài)。 

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