一种焦油氨水分离槽界面高度的测量方法

一种焦油氨水分离槽界面高度的测量方法

弓建雄

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北 唐山 063200）

摘　要：煤化工企业中，常使用浮子液位计测量焦油氨水分离槽的分界面高度，这种技术维护量较大，备件和一次性投入较高。经测试，如果使用合适量程的差压变送器，将仪表零点进行负牵，再通过逻辑换算，同样可以达到精确测量焦油氨水分界面高度的效果。文章对此展开了研究。

关键词：焦油氨水分离槽；差压变送器；界面高度中图分类号：TQ545 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）18-0199-01

——————————————作者简介： 弓建雄（1985—），男，山西原平人，工程师，研究方向：

电气自动化管理。

1 研究背景

煤化工企业中，初冷器利用焦油氨水分离槽分界层的乳浊液进行内部喷洒清洗[1]。焦油和氨水密度相差不大，其分界面的测定和调节成为很多工厂的棘手问题，目前部分企业采用磁致伸缩液位计进行测量[2]。首钢京唐钢铁联合有限责任公司原设计使用浮子界面仪来测量分界面的高度，将信号转换器安装在罐体顶部，下方连接一根6m 长的探杆，浮子经过配重浮在乳浊液层，沿探杆上下滑动传输信号，信号经转化后传至DCS 系统。这种测量方式使用效果不好，目前采用2=ρgH+P 0 （1）1=P 0+P s （2）2-P 1=ρgH-P s （3）

s 值后[3]

，得：

ΔP=P 2-P 1=ρgH （4）

式中：ρ1、ρ2、g、H、h 3均为定值。

得出以下结论：ΔP 与h 2呈线性关系，通过ΔP 的变化可推导出分界面高度h 2。

3 具体实施方式

将第一格和第五格放油管道切除，分别安装差压变送器

的高低压侧法兰膜盒[4]，膜盒与手动阀门间安装泄空阀门和蒸汽吹扫点。首钢京唐钢铁联合有限责任公司抽取乳浊液的管道与第三格放油管在一个水平位置，液位变送器的测量量程满足实际工况变化。

经化验实际焦油和氨水密度为1.16kg/m³和0.987kg/m³，计算变送器测量量程计算公式如下：

Δp=（ρ2-ρ1）g（h 1+h 2）

=（1.16-0.987）×9.8×1.8=3.05kPa （9）负牵值计算公式如下： P s -ρ1g （h 1+h 2）=19.386-0.987×9.8×1.8≈2kPa （10）用hart 协议手操器将差压变送器量程设置为-2～1kPa。第一、五格放油管间距1.8m，在PLC 端更改上位量程为5.6～7.4m 与之对应。

当焦油氨水分离不清时，分界层变厚会导致测量值比真实值偏小，测量数据失去指导意义。应用此方法需要工人定期对第二、三、四格放油管放油，检查油水分离情况。参考文献：

[1]王道元.机械化焦油氨水澄清槽改造实践[J].中国化工贸易,2013

(6):85.[2]张志功,薛学源,沈浩.磁致伸缩液位变送器在焦油氨水界面检

测中的应用[J].工业计量,2013,23(2):43-44.[3]杜琳.浅谈差压变送器的迁移[J].中国仪器仪表,2005(9):105-106.[4]吴晨,薛文艳,高晓枫.压力变送器的安装技巧[J].计量与测试

技术,2008(35):6.

（收稿日期：2019-9-8）

图1 差压变送器测量液位原理

图2 差压变送器测量分界面高度的原理

利用以上原理，如果将图中气体视为焦油氨水分离槽的氨水层，液体视为焦油层，则其液面高度即氨水与焦油的分界面高度。测量原理变为图2所示，变送器高低压侧传感器承受的压力值计算公式如下：

P 2=ρ1gh 1+ρ1gh 3+ρ2gh 2+P0 （5） P 1=ρ1gh 3+P 0+P s （6）用于逻辑换算的压力差的计算公式如下：

ΔP=P 2-P 1=ρ1gh 1+ρ2gh 2-P s =ρ1g（H-h 3-h 2）+ρ2gh 2-P s =（ρ2-ρ1）gh 2+ρ1g（H-h 3）-P s （7）将仪表零点负牵P s 后，得： ΔP=（ρ2-ρ1）gh 2+ρ1g（H-h 3） （8）