磁致伸缩液位变送器在焦油氨水界面检测中的应用
作者：张志功；薛学源；沈浩





       焦化厂回收工序焦油氨水分离槽是用于将焦油从焦炉过来的焦油与氨水的混合物中分离出来，而在焦油氨水分离槽的操作中，加油与氨水的界面是重要的参数，如控制不当会造成处理过的氨水中焦油密度不符合国家要求，造成出售困难。而在大阳城娱乐中国有限公司原设计中使用的界面仪经常出现故障，造成焦油氨水分离槽界面检测不准，影响了工艺安全生产，其主要存在以下几个方面的问题：（1）界面仪选用的浮球没有严格按照现场工艺技术要求的密度值制作，造成界面检测值虚高，尤其是在焦油与氨水的乳化层加厚时更为严重。（2）由于测量杆过长，测量杆有弯曲的现象，另外焦油粘度较大，造成浮子卡滞，影像测量。（3）原界面仪使用的电子产品质量不够可靠，故障较多。（4）原界面仪尺寸较大，安装维护十分困难，需要使用较大的吊机进行拆装，这同时也给日常标定工作带来了一定的困难。针对出现的问题，通过对磁致伸缩液位传感器进行全面的了解后，决定使用磁致伸缩液位传感器对焦油氨水分离槽界面进行测量。

1、磁致伸缩液位传感器的工作原理

       磁致伸缩液位传感器是基于磁致伸缩的原理。在探杆内部有一根受固定频率脉冲作用的磁致伸缩线，脉冲和由磁浮子产生的磁场会相互作用，在磁致伸缩线上产生一个扭应力波。扭应力波从浮子的当前位置以已知的速度向磁致伸缩线的两端传送。变送器上装配的一个压电传感器把接收到的机械测量脉冲起始和返回所用的时间并把他们转换成与液位成比例的4-20mA信号输出。

2、磁致伸缩液位传感器的性能特点

（1）由于磁致伸缩液位传感器的浮球是根据大阳城娱乐中国有限公司工艺要求的氨水与焦油混合物的密度进行制作，因此，浮球停留的位置就是工艺要求测量的焦油与氨水的界面，且由于采用了高性能的电子元件，因此，磁致伸缩液位传感器具有高精度的性能特点，可以满足工艺使用要求。

（2）其工作原理及结构特点决定了其不受所测量介质的介电常数、温度、压力变化、介质雾化、蒸汽、介质表面泡沫的影响，能够克服焦油氨水分离槽内部复杂的工艺环境。

（3）由于其采用了可编程、模块化的电子设计，因此其参数设置相对简单，并且其校准较为简单，可以通过按键操作直接完成。

（4）由于其采用了双室结构，电子部件与接线端子是独立的，因此，其防爆等级可以做到很好，充分满足化产区的防爆要求。

（5）整个测量元件的测量单元均不与介质直接接触，被测量介质不会对传感器造成磨损，因而性能可靠，使用寿命较长。

（6）采用柱状浮球，充分考虑了介质密度变化带来的不利影响。

3、磁致伸缩液位传感器安装投运与维护

磁致伸缩液位传感器的安装投运相对来说比较简单，其步骤如下：

（1）在安装之前，首先对磁致伸缩液位传感器进行校准，确认其测量的准确性；

（2）对浮球的制作情况进行实验，根据其质量、体积以及所要测量介质的密度（工艺提供）等参数计算确认浮球是否满足工艺测量要求。

（3）组装磁致伸缩液位传感器，在工艺预留的安装接口上安装磁致伸缩液位传感器，并根据磁致伸缩液位传感器使用要求做好电缆配管以及敷设，满足防爆以及抗干扰的要求。

（4）为加强抗干扰能力在其接入DCS控制系统处加装馈电隔离器。

（5）安装完毕后，对磁致伸缩液位传感器进行如下参数设置：测量范围，盲区，测量单位等。

（6）通过工艺预留的排放口排出一定量的介质，使用密度计测出排出介质的密度，确认磁致伸缩液位传感器所检测出的界面值是否在工艺实际位置处。

在日常的维护中，磁致伸缩液位传感器所要做的工作就是要定期通过排放口拍出的介质密度确认磁致伸缩液位传感器检测出的界面值是否在工艺的实际位置处。而其故障排除主要有以下几点。

（1）在正常供电的情况下，磁致伸缩液位传感器输出的信号范围为3.8-20.6mA，其中在3.8mA或者20.6mA是由于液位超出测量值范围。如果信号电流超出3.8-20.6mA之外，则是由于电源电压异常或是主要电子元件故障。这时需要检查电源电压情况或更换电子元器件。

（2）如果输出电流有跳动现场但并未达到报警值，则是其受到干扰。对于此问题要从两个方面考虑，一个是磁致伸缩液位传感器信号传输线路上，一个是磁致伸缩液位传感器本体磁性浮子部分。对于磁致伸缩液位传感器信号传输上，应注意使用单独的屏蔽电缆，并确保磁致伸缩液位传感器外壳有效接地。而对于变送器本体部分，则有可能是变送器测量杆出线磁化，此时，可以通过使用磁体在测量杆两端间同向和反向移动消除磁性。应避免将磁体与测量杆方向成90°，造成测量杆出线磁化。

（3）如果出现信号电流偶尔上升或波动到报警值，则可能是信号丢失或磁致伸缩液位传感器电压设置不当，对于此种故障可通过调节电位器的位置进行调整。注意在调整的过程中应注意随着浮子移向测量杆末端进行看，浮子要远离磁致伸缩液位传感器外壳，且在正常测量范围内。

4、应用效果与应用前景

       用磁致伸缩液位传感器测量回收工序焦油氨水分离槽后，至今运行已经接近一年的时间，焦油氨水的界面检测值一直稳定可靠，么有出现过任何故障现象，达到了理想的测量效果，为工艺操作人员提供了可靠的数据，满足了工艺的要求，有效提高氨水与焦油的分离效果，确保了循环氨水的品质，为焦化的安全稳定生产提供了可靠的保证。

       磁致伸缩液位传感器在回收工序焦油氨水分离槽界面测量上的效果表明，磁致伸缩液位传感器能够从根本上解决较复杂环境的介质液位、界面检测，适合用于化产区域贮槽等液位或界面的测量，而且如选用带有容积表功能的磁致伸缩液位传感器，则可以测出所测介质的体积、质量。另外，从其工作历以及工作结构，可以将浮子换成磁体，并将磁体安装在需要测量的可以移动的工作件上，通过测量磁铁的位移量，从而间接测出某些设备的准确定位，如用做阀门定位器等。因此，磁致伸缩液位传感器有着广泛的应用前景。

 

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