V procesu průmyslové výroby a zpracování se některé z měřených nádrží snadno krystalizují, jsou vysoce viskózní, extrémně korozivní a snadno tuhnou. V těchto případech se často používají snímače diferenčního tlaku s jednou a dvěma přírubami, například: nádrže, věže, kotle a nádrže v koksovnách; nádrže na kapaliny pro výrobu odpařovacích jednotek, nádrže na hladinu kapaliny pro odsiřovací a denitrifikační zařízení. Jak jednopřírubové, tak i dvoupřírubové převodníky mají mnoho uplatnění, ale liší se od otevřených a uzavřených nádrží. Otevřené nádrže s jednou přírubou mohou být uzavřené, zatímco dvoupřírubové nádrže mají pro uživatele více uzavřených nádrží.
Princip měření hladiny kapaliny pomocí jednopřírubového snímače tlaku
Jednopřírubový tlakový snímač provádí přepočet hladiny měřením hustoty otevřené nádrže, měření hladiny otevřených nádob
Při měření hladiny kapaliny v otevřené nádobě se převodník instaluje blízko dna nádoby, aby měřil tlak odpovídající výšce hladiny kapaliny nad ní. Jak je znázorněno na obrázku 1-1.
Tlak hladiny kapaliny v nádobě je připojen k vysokotlaké straně vysílače a nízkotlaká strana je otevřená do atmosféry.
Pokud je nejnižší hladina kapaliny v měřeném rozsahu změny hladiny kapaliny nad místem instalace převodníku, musí převodník provést pozitivní migraci.
Obrázek 1-1 Příklad měření kapaliny v otevřené nádobě
Nechť X je svislá vzdálenost mezi nejnižší a nejvyšší měřenou hladinou kapaliny, X = 3175 mm.
Y je vertikální vzdálenost od tlakového otvoru převodníku k nejnižší hladině kapaliny, y=635 mm. ρ je hustota kapaliny, ρ=1.
h je maximální tlaková výška vytvářená sloupcem kapaliny X v kPa.
e je tlaková výška vytvářená sloupcem kapaliny Y v kPa.
1mH2O=9,80665Pa (stejné níže)
Měřicí rozsah je od e do e+h, takže: h=X·ρ=3175×1=3175 mmH2O=31,14 kPa
e=y·ρ=635×1= 635 mm H2O= 6,23 kPa
To znamená, že měřicí rozsah vysílače je 6,23 kPa až 37,37 kPa.
Stručně řečeno, ve skutečnosti měříme výšku hladiny kapaliny:
Výška hladiny kapaliny H=(P1-P0)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
Poznámka: P0 je aktuální atmosférický tlak;
P1 je hodnota tlaku měřená na straně vysokého tlaku;
D je množství nulové migrace.
Princip dvojitého přírubového tlakového snímače měřícího hladinu kapaliny
Dvoupřírubový tlakový snímač provádí přepočet hladiny měřením hustoty uzavřené nádrže: Suché impulsní připojení
Pokud plyn nad hladinou kapaliny nekondenzuje, spojovací potrubí na nízkotlaké straně převodníku zůstává suché. Tato situace se nazývá připojení bez pilotního řízení. Způsob stanovení měřicího rozsahu převodníku je stejný jako u hladiny kapaliny v otevřené nádobě. (Viz obrázek 1-2).
Pokud plyn v kapalině kondenzuje, kapalina se postupně hromadí v tlakové vodicí trubce na nízkotlaké straně převodníku, což způsobí chyby měření. Abyste tuto chybu eliminovali, předem naplňte tlakovou vodicí trubku na nízkotlaké straně převodníku určitou kapalinou. Tato situace se nazývá mokré tlakové vedení.
Ve výše uvedené situaci je na nízkotlaké straně převodníku tlaková hlava, takže je nutné provést negativní migraci (viz obrázek 1-2).
Obrázek 1-2 Příklad měření kapaliny v uzavřené nádobě
Nechť X je svislá vzdálenost mezi nejnižší a nejvyšší měřenou hladinou kapaliny, X=2450 mm. Y je svislá vzdálenost od tlakového portu převodníku k nejnižší hladině kapaliny, Y=635 mm.
Z je vzdálenost od horní části tlakové vodicí trubice naplněné kapalinou k základní čáře vysílače, Z=3800 mm,
ρ1 je hustota kapaliny, ρ1=1.
ρ2 je hustota plnicí kapaliny nízkotlakého potrubí, ρ1=1.
h je maximální tlaková výška vytvořená testovaným sloupcem kapaliny X v kPa.
e je maximální tlaková výška vytvořená testovaným sloupcem kapaliny Y v kPa.
s je tlaková výška vytvářená sloupcem Z náplněné kapaliny v kPa.
Rozsah měření je od (es) do (h+es), pak
h=X·ρ1=2540×1 =2540 mmH2O =24,9 kPa
e=Y·ρ1=635×1=635 mmH2O =6,23 kPa
s=Z·ρ²=3800×1=3800 mmH²O=37,27 kPa
Takže: es=6,23-37,27=-31,04 kPa
h+e－s=24,91+6,23－37,27=－6,13KPa
Poznámka: Stručně řečeno, ve skutečnosti měříme výšku hladiny kapaliny: výška hladiny kapaliny H=(P1-PX)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
Poznámka: PX slouží k měření hodnoty tlaku na nízkotlaké straně;
P1 je hodnota tlaku měřená na straně vysokého tlaku;
D je množství nulové migrace.
Bezpečnostní opatření při instalaci
Instalace s jednou přírubou je důležitá
1. Pokud se pro měření hladiny kapaliny v otevřených nádržích používá membránový snímač s jednou přírubou pro izolaci, měla by být strana L nízkotlakého rozhraní otevřená do atmosféry.
2. U uzavřené nádrže na kapalinu by měla být vodicí trubka pro vedení tlaku v nádrži na kapalinu umístěna na levé straně rozhraní nízkotlaké strany. Určuje referenční tlak v nádrži. Kromě toho vždy odšroubujte vypouštěcí ventil na levé straně, abyste vypustili kondenzát v komoře na levé straně, jinak by to způsobilo chyby v měření hladiny kapaliny.
3. Vysílač lze připojit k přírubové instalaci na straně vysokého tlaku, jak je znázorněno na obrázku 1-3. Příruba na straně nádrže je obvykle pohyblivá příruba, která je v tomto okamžiku upevněna a lze ji svařit jedním kliknutím, což je výhodné pro instalaci na místě.
Obrázek 1-3 Příklad instalace snímače hladiny kapaliny s přírubou
1) Při měření hladiny kapaliny v nádrži by měla být nejnižší hladina kapaliny (nulový bod) nastavena ve vzdálenosti 50 mm nebo více od středu membránového těsnění na straně vysokého tlaku. Obrázek 1-4:
Obrázek 1-4 Příklad instalace nádrže na kapalinu
2) Nainstalujte přírubovou membránu na stranu vysokého (H) a nízkého (L) tlaku nádrže, jak je znázorněno na štítku převodníku a senzoru.
3) Aby se snížil vliv rozdílu teplot prostředí, kapilární trubice na straně vysokého tlaku mohou být svázány a upevněny, aby se zabránilo vlivu větru a vibrací (kapilární trubice velmi dlouhé části by měly být srolovány a upevněny).
4) Během instalace se snažte co nejvíce minimalizovat pokles tlaku těsnicí kapaliny na membránové těsnění.
5) Těleso převodníku by mělo být instalováno ve vzdálenosti větší než 600 mm pod instalační částí membránového těsnění na straně vysokého tlaku, aby se pokles tlaku kapilární těsnicí kapaliny co nejvíce přidal k tělesu převodníku.
6) Samozřejmě, pokud jej nelze z důvodu omezení instalačních podmínek instalovat 600 mm nebo více pod instalační část přírubového membránového těsnění. Nebo pokud lze těleso převodníku z objektivních důvodů instalovat pouze nad instalační část přírubového těsnění, musí jeho instalační poloha splňovat následující výpočetní vzorec.
1) h: výška mezi instalační částí vzdálené přírubové membránové oddělovače a tělesem převodníku (mm);
① Pokud je h ≤ 0, mělo by být tělo převodníku instalováno nad h (mm) pod instalační částí přírubového membránového těsnění.
②Pokud je h>0, mělo by být tělo převodníku instalováno níže než h (mm) nad instalační částí přírubového membránového těsnění.
2) P: Vnitřní tlak v nádrži na kapalinu (Pa abs);
3) P0: Dolní limit tlaku používaného tělesem vysílače;
4) Okolní teplota: -10～50℃.
Čas zveřejnění: 15. prosince 2021