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双法兰贝斯特bst3344测量液位时的相关问题探讨
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双法兰贝斯特bst3344测量液位时的相关问题探讨

时间:2020-09-13 14:24:21

 摘要:双法兰贝斯特bst3344以其原理和结构简单、精que度高、现场操作及安装方便等优点,在石油化工行业应用非常广泛。阐述了双法兰贝斯特bst3344应用于液位测量时的基本原理,以3种安装方案为例,介绍了负迁移量的计算过程,不论采用哪种方案,其安装位置都不影响变送器的负迁移量,实际应用中,tuijian变送器安装于设备下管嘴下方的方案。并介绍了一些选型及安装注意事项。u2z压力变送器_贝斯特bst3344_液位变送器_温度变送器

 
双法兰贝斯特bst3344在石油化工行业中非常广泛地应用于液位测量,具有原理和结构简单、精que度高、现场操作和安装方便等优点,但在设计和施工过程中,一些细节很容易被忽视,导致其测量精度降低、维护难度增加。正确的双法兰贝斯特bst3344选型计算和安装,对提高测量精度,方便现场操作维护有着重要意义。
 
1 双法兰贝斯特bst3344基本原理
双法兰贝斯特bst3344又称带远传装置的贝斯特bst3344,在普通贝斯特bst3344基础上增加了远传密封装置,主要由法兰连接件、感压膜片、带有隔离液的毛细管及变送器几部分组成。其中敏感元件感压膜片经毛细管与变送器测量室相通,由感压元件、毛细管、测量室组成的封闭系统内充有隔离液,一般为硅油。介质压力通过硅油传递到测量室,工作时,被测介质压力作用在感压膜片上,使膜片产生形变,然后通过毛细管内的硅油将压力传递到敏感元件上,进而测出压力。毛细管的外部套有金属挠性保护管,长度可选,省去了引压管,安装方便,解决了引压管腐蚀和堵塞等问题。但双法兰液位变送器不适用于负压测量,设备负压不在本文讨论范围之内。
 
2 双法兰变送器安装方案与迁移量计算
在实际的设计过程中,当密闭容器采用双法兰贝斯特bst3344测量液位时,变送器有3种安装方式:位于设备上管嘴上方、位于设备上下管嘴之间、位于设备下管嘴下方。下面就这3种方式做详尽的迁移量计算和分析。
 
2.1 变送器位于设备上管嘴上方
变送器位于设备上管嘴上方安装方案如图1所示,根据液体压强公式,要计算出设备的液位高度H,则需要测量出双法兰贝斯特bst3344正负室两侧的差压Δp。
 

变送器位于设备上管嘴上方安装方案20200913142630.jpgu2z压力变送器_贝斯特bst3344_液位变送器_温度变送器

 
式中 H———液位高度;
p1———变送器正压室侧压力;
p2———变送器负压室侧压力;Δp———变送器正负压侧差压;
ρ———硅油密度;ρ介———设备内介质密度;
g———重力加速度;p′1———设备上管嘴压力;p′2———设备下管嘴压力;h1———正压侧距离下管嘴的垂直距离;
h2———负压侧距离上管嘴的垂直距离;
L———设备上下管嘴法兰间距(取源间距)。由式(1)~式(3)得出:
20200913142652.jpg
当H在零位时,变送器负压端受到的压力为ρgL,所以负迁移量为ρgL,负迁移量只与ρ及L有关。
 
2.2 变送器位于设备上下管嘴之间
变送器位于设备上下管嘴之间的安装方案如图2所示,当变送器位于设备上下管嘴之间时,通过液体压强公式的计算,得出H的计算公式同式(5)。当H在零位时,变送器负压端受到的压力为ρgL,所以负迁移量为ρgL,负迁移量只与ρ及L有关。
变送器位于设备上下管嘴之间安装方案
2.3 变送器位于设备下管嘴下方
变送器位于设备下管嘴下方的安装方案如图3所示,通过液体压强公式的计算,得出H的计算公式同式(5)。同2.1节、2.2节分析情况一样,当H在零位时,变送器负压端受到的压力为ρgL,同样需要负迁移,负迁移量仍然为ρgL,只与ρ及L有关。
变送器位于设备下管嘴下方安装方案
从上述3种安装方式的计算过程不难发现,无论双法兰贝斯特bst3344采用何种安装方案,其安装位置都不会改变变送器的负迁移量。同时,一旦变送器硅油密度确定,设备开口法兰间距确定后,负迁移量就确定了,不会随着安装方案、介质密度或液位高度而改变。
 
3 安装方案分析及选择
1)采用变送器位于设备上管嘴上方的方案
时,变送器正压侧压力p1=p′1-ρgh1,当h1>p′1/ρg或者0<p′1<ρgh1时,p1<0,此时变送
器正压侧膜片就会承受负压。同理,负压侧压力p2=p′2-ρgh2,当h2>p′2/ρg或者0<p′2<ρgh2时,p2<0,此时变送器负压侧膜片就会承受负压。该负压是毛细管中的硅油施加给膜片的反方向压力,若变送器长期处于负压,就会影响到膜
片的灵敏度和变送器的精度,甚至导致膜片形变。
2)采用变送器位于设备上下管嘴之间的方案时,变送器正压侧压力为p1=p′1-ρgh1,负压侧压力为p2=p′2+ρgh2,跟1)的情况类似,当h1>p′1/ρg或者0<p′1<ρgh1时,p1<0,那么变送器膜片就会承受负压,反方向受力,进而影响膜片性能。
3)采用变送器位于设备下管嘴下方的方案时,变送器正压侧压力为p1=p′1+ρgh1,负压侧压力为p2=p′2+ρgh2,该安装方式下,无论h1和h2是多大,或者p′1和p′2是多少,都不会在变送器正负压侧产生负压,对膜片也不会产生反方向的力。
 
综上所述,当采用双法兰贝斯特bst3344测量液位时,#好是将变送器安装在设备下管嘴的下方,当设备下方没有合适的位置时,也要注意,h1和h2不能过大,即变送器与上下取压点之间的距离不能过大,在设计的过程中,可以根据工艺提供的操作参数及条件通过公式提前核算一下。
 
4材质选择
双法兰贝斯特bst3344在选型时,要根据具体的工作环境和所接触介质的特性,选择变送器的外壳材质、法兰材质和接液材质。变送器的外壳材质通常有铝合金和不锈钢,考虑到经济实用性,外壳材质一般选择铝合金,但当工作环境有一定的腐蚀性时,建议选择不锈钢。由于法兰不接液,建议与设备法兰管嘴材质一致。
 
变送器的接液部分主要指的是感压膜片,对于常规油品、水等无腐蚀性介质,膜片材质通常选择316或者316L不锈钢,若变送器用于测量具有腐蚀性介质时,需要根据不同介质的物理和化学特性,选择合适的感压膜片材质。如:对于含有低浓度碱液的介质,建议选择哈氏合金C;对于含有硫酸的介质,可以根据硫酸的浓度和温度选择哈氏合金B、哈氏合金C或者钽合金材质;对于高温高压的临氢工况,膜片可以选择316L加镀金等材质。
 
当双法兰贝斯特bst3344配冲洗环时,要注意冲洗环也接液,选材时也要充分考虑所接触介质的特性。对于腐蚀性非常强的介质,膜片的使用寿命会有影响。需要根据膜片材质在特定介质中的腐蚀曲线,并结合工艺、材料专业和供货厂家进行综合评估,#好在智能仪表管理系统中增设膜片更换预警。
 
5其他注意事项
1)一般情况下,当介质具有腐蚀性、易结晶、黏度大、低凝固等特性时,常选用双法兰贝斯特bst3344来测量液位。对于结晶较为严重或者黏度过大的介质,除了选用双法兰贝斯特bst3344,还需要对设备管嘴和取源阀进行保温伴热,如果效果仍然不
理想,可以在法兰连接处加装冲洗环,接入冲洗液或吹扫蒸汽,定期冲洗,保证感压膜片的清洁以及法兰管嘴的通畅。
 
2)双法兰贝斯特bst3344毛细管中的填充硅油需要根据介质#高操作温度进行选择,常用的有低温硅油和高温硅油,低温硅油使用范围为-45~205℃;高温硅油使用范围一般为0~315℃。在设计时,当介质温度高于205℃时,建议使用高温硅油,但高温硅油在较低环境温度中使用时,其压力传递性能会受到影响。比如北方的冬天,当环境温度在零下时,高温硅油就有凝结的现象,会造成测量失真,这种工况下要做好毛细管的保温伴热工作,但伴热温度不宜过高,20℃左右即可;或者延长设备上的取压管嘴长度,尽量让介质接触到硅油时的温度低于205℃,这样就可以选择低温硅油,进而解决了高温硅油在低温环境需要伴热的问题。
3)选择毛细管长度时,正负压侧的毛细管尽量一样长,这样可以有效避免因为正负压侧响应时间的不同,导致的测量误差。
 
6结束语
双法兰贝斯特bst3344是一款应用非常成熟和广泛的仪表,但在设计和安装过程中,容易忽略一些介质特性及周边环境等细节,导致测量效果不理想。通过分析和总结双法兰贝斯特bst3344在测量液位时较常见的安装选型问题,具有很好的指导经验和参考意义。
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