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磁性液位计技术的新改进为处理和储存流体的工厂提高了控制,精准,安全性和可靠性

来源:编辑::发表时间:2018-07-05 11:04:18

    尽管经济可能走向哪个方向,但对于负责处理流体的工厂运营的工艺工程师来说,这是最好的时期。在过去几年中,在液位检测领域的持续研究和开发以及与过程控制的整合已经获得了巨大的进步。引领方向,磁性液位计技术的新改进提高了视觉眼镜,差压变送器和复杂气动控制器等旧技术的准确性,控制性,安全性和可靠性。最近浮法设计,浮子室连接和变送器的创新使得调平系统完全集成到工厂数字控制系统(DCS)中,
对磁性液位计(MLG)系统的最新改进进行简要检查,将有助于任何工程师了解现有的硬件,以帮助改善工厂运营。包含应用考虑因素将进一步说明当今现代MLG系统的优势 - 其优势包括:更高的控制精度,更高的可靠性,更低的安装和启动费用,更少的维护,消除逸散性排放以及降低爆炸风险。
磁性水平仪 技术
    任何液位测量系统的基础都在于液位计本身,对于许多流体处理行业而言,新的平台选择是磁性液位计。今天销售给工程师的所有MLG中几乎有一半用于替换旧的视镜单元。
    在过去,人们认为观察镜更简单,因为它没有浮子。然而,仔细审查表明,轻微的玻璃杯可以拥有多达50个独立的部件。此外,移除和清洁玻璃所需的持续维护很快就会使它们失宠。一些用户已经表示通过用磁力计替换他们的视镜,可以节省6到12个月的维护费用。用于密封玻璃的垫子和垫圈可能会因压缩而永久变形 - 导致可能的泄漏,应力点,甚至潜在的破损 - 这可能是视镜消亡的最终原因。这项旧技术显然对环境和人员安全构成重大风险。
    快速回顾MLG如何运作有助于进一步指出他们越来越被接受的原因。虽然观察镜通过直接接触测量栅格可视地显示液位来指示水平,但是MLG通过不包含过程流体的单独管显示水平,因此它们有时被称为旁路水平指示器。MLG仍然是液位的可视指示器,但它利用磁传动将浮子(位于过程流体容器旁边的外部“浮子”腔室内)的位置耦合到一个紧密接近的移动梭子(指示器)中。与流体完全隔离的单独管。由于液位在浮子室中重复,因此它在指示管中表示。
    由于可见的梭子/指示器避免与工艺液体直接接触,因此完全消除了涂层,电镀,结垢,逸散性排放和有害物质泄漏的问题。这确保了有毒,腐蚀或易燃液体的安全平整。磁耦合也使得更容易确定无色流体的水平。
新的 成功完成了成功的包装
    磁性液位计的当前状态作为液位测量和控制的首选,已经通过一系列渐进但重要的改进来实现。今天最先进的MLG提供最高水平的准确性和长期可靠性,这一成就可归因于将仪表内的每个部件视为单独设计的设计,而不是现成的商业产品。
浮动设计的工程方法
    浮子,也称为浮力装置,是任何MLG的核心。理想情况下,每个浮子的设计符合每个特定应用的规格。最佳代表包含多达15个杆状磁铁,围绕浮子的圆周排列并用磁通环固定在适当位置,以均匀分布磁力拉力。考虑到流体的比重,在制造浮子之前的设计期间结合了理想的浮力 - 范围从75到200克。这种正浮力确保浮子保持在流体的水平,尽管通常会导致零浮力装置下沉的污染物累积。正浮力(通过气密密封保持)浮子也证明优于旧的通风管设计,当它们最终填充冷凝蒸汽时沉入腔室底部另外,浮动材料通常值得特定应用考虑。例如,对于比重非常低的流体,钛是一个不错的选择。如果硫化氢或氯化物含量很高,那么C-276可能会更好。
    结合起来,这些工程努力提供了液位到指示器上的精确线性重复。校准不需要偏移曲线,一些旧设计的浮子试图通过单一配置来满足所有应用。
腔室设计的新进展
    由于浮子室必须容纳少量的处理液,因此它必须几乎与它所测量的容器一样强。今天领先的MLG腔室由多种材料制成,包括PVC,合金,钛和不锈钢,使其能够承受-320至1000°F的极端工艺和全真空至4,500 psig的极端工艺。坚固的材料,例如316 SS,允许MLG在高腐蚀性环境中精确操作,例如在海上作业中。
    然而,腔室设计中最有益的收益源于最近在将浮子室连接到过程或储存容器方面的突破。目前,只有一家北美仪表制造商采用这种新的连接技术,称为挤压出口。通过挤出出口焊接,将珠子放置在浮子腔室的外部。由于腔室内没有内部变形,浮子可以自由移动并准确地重现水平而不会挂起。
    先前使用鞍形和斜面出口管通常留下不可用的浮室,因为焊接后下沉和弯曲,最终干扰浮动运动。焊接后尝试重新拉直腔室经常导致不必要的弯曲和偶尔的代码违规。角焊缝,焊接和焊接三通经常会引起额外的变形和对准问题。
    新标准的挤压出口通过在内部提供平滑的半径消除了所有扭曲问题,同时还保证了更强的连接。例如,2“计划10管道上的2”出口具有1000psig的额定压力。挤出焊接符合ANSI B31.1,B31.3和第VIII节标准。
指标的改进
    如今,最好的指示管是密封的。一些制造商对玻璃管或聚碳酸酯管进行氮气吹扫,然后在每端涂上ryton(以避免腐蚀)盖子以确保气密性。这种气密密封消除了任何可能对指示器移动和行进产生负面影响的水分滞留和积聚的可能性。这允许指示器的平滑路径,其跟踪浮子以表示针对校准的刻度的精确水平。
    在某些情况下,需要条形图。即使在这里,也取得了进展。在过去,许多条形图被放置在具有平坦玻璃前部的铝通道中。然而,金属和玻璃以不同的速率膨胀和收缩,因此不可能保持气密密封。然后,充满水分的空气到达金属枢轴点,导致腐蚀,导致标志挂起并产生不准确的读数。但是较新的设计利用了不腐蚀的ryton枢轴点,以及防止水分进入的密封管。
快速交付是一种现实
    一家MLG制造商提供十六(16)种不同定制配置的MLG,可在十五(15)个工作日内准备发货 - 无需加急费用。这些定制配置可提供长达18英尺的测量长度,可选配变送器和开关附件。
独特 应用的新选择
界面测量
    在某些情况下,两个独立的流体包含在同一容器内 - 例如当油漂浮在水面上时。可以理解,测量界面通常非常困难。现代磁性液位计通过浮子来应对这种情况,这些浮子专门设计成在上部流体中具有一半的体积而在下部流体中具有一半的体积。通过拨打MLG工厂的流体规格,可以精确测量低至0.03 SG的界面差异。
更进一步,使用两个浮子和从浮子室到处理容器的第三个连接点 - 允许一些MLG还测量上部流体的总水平,除了界面水平(在上部和下部之间)降低液体)。
顶级应用程序
    当需要在地下储罐和集水坑中检测到水位时,仪表必须位于容器上方,而不是位于容器旁边的更传统的位置。在顶部安装的MLG的情况下,杆连接到浮子上。同样,对浮子,磁铁和杆的精确设计可以允许对地下14英尺的坦克进行等级观察。
极端温度
    最新的MLG可通过使用工厂提供的高温绝缘护套,在高达1000°F的温度下提供精确的流体调平。最有效的夹克由两层组成:一个内部陶瓷纤维绝缘毯和一个外层玻璃纤维布夹克,有机硅浸渍,以防止天气。这不仅有助于仪表承受高温,而且还提供防潮性和增强的操作员保护。在光谱的另一端,许多低温流体是清澈的,或产生过多的霜,并且不能用视镜可靠地指示。
    为了抵消这种困境,一些制造商使用泡沫玻璃隔热材料和胶粘剂以及开纤玻璃纤维布防潮层,以及光滑的铝护套进行保护。然后在指示器上为该低温绝缘体提供明显的霜延伸(由Lexan制成),使得在厚绝缘体的外侧可以看到水平。为了通过所有这些绝缘材料保持对指示器的准确跟踪,浮子内置了更强大的磁铁,允许一些现代MLG精确指示-320°F的水平。
    在某些情况下,过程流体的精确温度控制对于“冷冻”保护是必要的。大家的想法是将液体加热到其倾点以上,并防止石蜡积聚,如石油生产应用中所见。在过去,仪表已经使用蒸汽或电伴热在与仪表平行的窄迹线管内加热。然而,这不能提供均匀的热量分布。相反,最新的MLG采用蒸汽或电热夹套,完全包围整个浮子室,以确保维持恒定的温度。
高挥发性液体
    当然,当在乙烯生产期间遇到的高挥发性流体以及例如丙烷冷却器中产生它们自己的“蒸汽”时,必须采取不同的方法。如果在流体接近其蒸汽压力的应用中使用旧式压力表,则液位指示可能不稳定,因为来自沸腾流体的蒸汽不能足够快地通过浮子。现代MLG通过建造一个允许蒸汽绕过较窄的浮子的超大浮子室来避开这种障碍。腔室内的内置导杆有助于保持浮子靠近指示管,从而确保精度不会降低。
悬浮颗粒
    超大型浮子室也越来越多地用于测量具有悬浮颗粒的流体。
    当颗粒是金属时,可以采取更具体的措施。为了说明:生锈的管道系统和容器偶尔会在生锈颗粒进入浮子时导致错误的读数,导致它粘住。然而,现在通过安装捕获铁锈的磁阱来解决这个问题。
系统 集成的进展
    当今MLG技术的主要优点之一是,由于容器内容物完全包含在浮子室内,因此可以使用相同的磁性调平来致动限位开关或连续水平传输装置,而不必干扰现有的管道或容器。工厂在线时可以进行安装和修改。这为将调平技术轻松集成到工厂数字控制系统(DCS)中铺平了道路。例如,液位变送器可以通过常见的工业协议(如4-20 mA,HART,Honeywell DE,Foundation Fieldbus)管理连续液位读数,同时从控制回路获取其电源。
    变送器技术的电子创新正在迅速取代旧的机械装置,如簧片开关变送器和气动控制器。例如,前沿磁致伸缩发射器仅具有一个移动部件。通过使用“飞行时间”技术来计算距离,发射器检测浮子在浮子室内的位置。得到的非接触式液位测量精确到满量程的0.01%或0.050英寸。导波雷达发射器(无移动部件)也是与MLG结合使用的非常流行的装置,以实现冗余水平测量系统,特别是在原油应用中积累的石蜡等恶劣条件。
    同样的技术允许控制开关的手拉手集成。例如,单独或与磁致伸缩发射器组合,高层和低层开关可以容易地配置为关闭泵或关闭阀门。对于其中一些开关,只需松开夹子并重新定位开关即可调节跳闸点。
质量提升
    毫无疑问,所有这些技术成就都伴随着质量和可靠性的提高。至少,ISO 9000认证正变得越来越普遍。在仪表工厂完全组装,功能测试和校准所有仪表和附件,进一步优化质量控制。然而,继续,一个MLG提供商甚至拥有现场ASME认证,允许在其仪表上印上“S”,“U”或“UM”认证标志。大多数这些仪表,变送器和开关均通过FM,CSA和Cenelec认证。除了PED和ATEX认证外,该设备还可以在世界任何地方使用。质量的这一进步最终导致一家制造商提供五年保修和两年的性能保证。
过程 工程师的成功展望
    一些安装示例用于说明所有这些成就的结果。在一个加工厂,用新的MLG,三个电动开关和两个气动开关更换旧的视镜仪器缰绳 - 取消了15个阀门,42个管件,103个螺纹接头和两个视镜,包括16个U型螺栓和坚果。更换成本的差异导致节省了2,795美金,同时降低了维护成本。
    用于工业锅炉的一级系统最初采用不一致的视镜用于本地指示,用于远程指示的不可靠的电导率“火花塞”系统和用于安全关闭的单独的浮动操作开关。安装易于读取的本地MLG指示器,带有可靠的非接触式开关,用于操作远程指示面板灯和非接触式开关以实现安全关闭,从而使系统更加集成,更易于维护。
    最后,在南非的一家纸浆厂,一台MLG配备了一个磁致伸缩式变送器,用于监测在600F @ 1500 psig下运行的锅炉汽包水位。组合水平系统成功地取代了不可靠的视镜和缰绳系统。在处理和储存液体的所有行业中,越来越多地重新创建这种新的磁性矫平技术的成功安装。对于那些从这些创新中获益的工程师来说,未来的确是光明的。
 

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