cs2储罐界面测量仪表的选择

cs2属极危险品，用途广泛，可作为生产粘胶纤维、橡胶促进剂和玻璃纸的原料，也可作为制造农药、四氯化碳、选矿药剂、油漆和清漆脱膜剂以及医药的原料，特级品cs2还可作为航空煤油抗烧蚀添加剂。CS2S无色透明液体，比重为1.26，沸点46.2°C，引燃温度90°C，爆炸浓度下限为1.3（V%）。在常温环境下，蒸汽管道、磨擦、静电及普通设备发出的热量都足以使CS2起火，防爆等级属DCT6.由于052极易燃烧和爆炸，又易挥发，需要在水封下储存，水封水需不断补充，以保持水液位恒定在储罐的顶端，避免空气与CS2浸湿过的罐壁接触，保证过量水从罐顶溢流口流出。

CS2储罐为顶部加水封的拱顶罐，操作压力为常压，操作温度为环境温度。按工艺要求需对其储罐需进行CS2与H20的界位测量，其界位仪表选型比较困难，下面就CS2和H20的界位测量方法进行探讨。

2吹气法测量CS2和H20的界位某化工厂CS2装置引进美国80年代*先进的高压非催化法FMC工艺专利技术，建于1991年，有3个班产罐（罐高3.8m，罐直径3.4m）、2个成品罐（罐高9.15m，罐直径12.2m）。储罐采用吹气法进行界位测量，外方设计吹入的气体为纯氮，由于装置无纯氮气源，现装置通入的气体为天然气。

吹气法属非接触界位测量方法，吹气界面计是静压式液位计的一种，它将界面高度的测量转化为差压的测量，所以利用吹气法可测量设备中介质的界位。

测1原理如所示。

（起始脉冲）磁浮子将长吹气测量管插入到CS2罐底，短吹气测量管插入罐顶，与H2o接触。天然气经过减压阀节流后，经转子流量计以一定流量均匀地送入吹气测量管，同时经过三通进入差压变送器。稳压器稳住转子流量计两端的压力，使长吹气测量管内天然气压力稍高于其下端到液面的液柱静压，短吹气测量管内天然气压力稍高于其下端到液面的液柱静压。长吹气测量管下端和短吹气测量管下端均缓缓均匀不断地冒出气泡，忽略管道阻力等影响因素，可以认为差压变送器的正压室所受的压力几乎等于长吹气测量管内的压力，差压变送器的负压室所受的压力几乎等于短吹气测量管内的压力。因此，差压变送器所测量的差压值AP就等于长吹气测量管下端到液面的液柱静压值与短吹气测量管下端到液面的液柱静压值之差。该差压AP和界位h有如下关系：H为界位仪测量范围；h为界位高度；g为当地重力加速度；P+为差压变送器正压室压力；F为差压变送器负压室压力。

由上面计算公式就可以计算出差压变送器的测量范围、迁移量、界位高度以及量程。

采用吹气法测量界位，还需考虑仪表安装上的一些问题。吹气管的长管管口应距离设备底部50100mm，以利于吹气时逸出气泡，在该厂储罐中此段距离取100mm，这部分的高度为界位测量的盲区。

另外，吹气装置和差压变送器的安装标高也要考虑，以防止液体倒流，可见安装时比较麻烦。

差压变送器精度、稳压装置的性能以及介质的密度变化都直接影响测量精度。随着科学技术的不断发展，界位测量技术的不断提高，吹气法测量界位已不属先进，只能满足基本测量要求，精度低、维修量大、安装维护麻烦等缺点日益显著。

3磁致伸缩界面仪的测量原理及特点3.1磁致伸缩界面仪的测量原理磁致伸缩界位测量技术的出现，很好地解决了高精度、高可靠地测量界位的难题。它由全智能化电子变送器、传感部分、磁浮子及安装附件等组成，其中变送器可实现智能化编程，带液晶显示，可选HART，DE，FF现场总线通讯输出；传感部分包括压磁传感器、非磁性传感管及磁致伸缩线，有杆式和缆式两种结构；磁浮子为独特的360°内磁浮子，能保证长期不消磁；安装附件包括罐底固定座、卡子等。

磁致伸缩界面仪是采用磁致伸缩原理设计的，其测量原理如所示。

磁致伸缩线压磁传感器电流脉冲扭应力波返回脉冲）磁致伸缩界位仪测量原理在一非磁性传感管内装有一根磁致伸缩线，在磁致伸缩线一端装有一个压磁传感器，该压磁传感器每秒发出10个电流脉冲信号给磁致伸缩线并计时，该电流脉冲沿磁致伸缩线向下传送，产生一个向下运动的环形磁场，该环形磁场同磁浮子的磁场产生相互作用，在磁致伸缩线上产生一个扭应力波，这个扭应力波以已知的速度从浮子的位置沿磁致伸缩线向两端传送，直到压磁传感器收到这个扭应力信号为止。压磁传感器可测量出起始脉冲和返回扭应力波间的时间间隔，根据时间间隔大小来判断磁浮子的位置。由于磁浮子总是悬浮在界面上，且磁浮子位置随界面的变化而变化，即时间间隔大小也就是界面的高低，然后通过全智能化的电子变送器将时间间隔信号转换为与被测界位成比例的4~20mA电流信号输出。

3.2磁致伸缩界面仪的特点极高精度：满量程的0.01%，数字式精度可达1mm以内；标定极其简单，只需按键操作或者使用HART协议标定；采用双腔式结构，电子部件和接线端子隔离；对于介电常数、气相组份、温度及压力等参数变化不会产生漂移和误差；可同时测量总体液位和界面液位，还可提供温度输出；可现场替换差压式、电容式、超声波式、雷达式、浮筒式、核子式、钢带或钢带伺服式等液位变送器；4磁致伸缩界面仪在CS2储罐的界面测量中的选型及安装4.1仪表选型由于CS2市场需求量不断增大，现有装置产量已不能满足市场需求，需另建一套CS2装置，生产规模与原有装置相同。对于储罐的界位测量，选用了K-TEK的AT系列磁致伸缩界面仪，是一种在大多数工况环境下测量界位的极高精度测量仪表。依据K-TEK公司提供的产品选型样本，选择适用于CS2变送器结构：标准现场一体化变送器带有观察窗；变送器壳体材质。双腔铝外壳；探杆传感管类型：标准的刚性探杆，5/8″外径，*长9.14m；可选择的过程温度：*大过程温度77°C，变送器顶部与储罐孔相距8“；电子装置只带有一个模拟量输出，液晶显示；接头，带SH3406-96PN5.0DN100RF法兰，可直接与储罐上对应的法兰相连；确定测量范围时，要注意上、下死区，上死区为半个浮子的长度，下死区为下部安装组件的高度及半个浮子的长度。

4.2仪表安装为使磁致伸缩界面仪能够高精度地测量界位，对其仪表的安装需做如下考虑：仪表的安装位置需与罐壁保持一定的距离，以300~1000mm为宜，周围不能有障碍，避开进、出料管。

仪表法兰中心、设备开口法兰中心及罐底固定座中心需注意对正。

通过以上比较，磁致伸缩界面仪在测量精度、使用寿命、稳定性、安装方便、仪表维修维护等方面都优于吹气法测量界位，是一种值得推广的界位测量仪表。