V procese priemyselnej výroby a spracovania sú niektoré merané nádrže ľahko kryštalizujúce, vysoko viskózne, extrémne korozívne a ľahko tuhnúce. V týchto prípadoch sa často používajú snímače diferenčného tlaku s jednou a dvoma prírubami, ako napríklad: nádrže, veže, kotly a nádrže v koksovniach; nádrže na skladovanie kvapalín na výrobu odparovacích jednotiek, nádrže na skladovanie hladiny kvapalín pre odsirovacie a denitrifikačné zariadenia. Jednoduché aj dvojité prírubové prevodníky majú mnoho použití, ale líšia sa od otvorených k uzavretým. Otvorené nádrže s jednou prírubou môžu byť uzavreté, zatiaľ čo dvojité príruby majú viac uzavretých nádrží pre používateľov.
Princíp merania hladiny kvapaliny s jedným prírubovým tlakovým snímačom
Jednoprírubový tlakový snímač vykonáva prevod hladiny meraním hustoty otvorenej nádrže, meranie hladiny otvorených kontajnerov
Pri meraní hladiny kvapaliny v otvorenej nádobe sa vysielač inštaluje blízko dna nádoby, aby meral tlak zodpovedajúci výške hladiny kvapaliny nad ňou. Ako je znázornené na obrázku 1-1.
Tlak hladiny kvapaliny v nádobe je pripojený k vysokotlakovej strane vysielača a nízkotlaková strana je otvorená do atmosféry.
Ak je najnižšia hladina kvapaliny v meranom rozsahu zmeny hladiny kvapaliny nad miestom inštalácie prevodníka, prevodník musí vykonať pozitívnu migráciu.
Obrázok 1-1 Príklad merania kvapaliny v otvorenej nádobe
Nech X je vertikálna vzdialenosť medzi najnižšou a najvyššou meranou hladinou kvapaliny, X = 3175 mm.
Y je vertikálna vzdialenosť od tlakového portu vysielača k najnižšej hladine kvapaliny, y = 635 mm. ρ je hustota kvapaliny, ρ = 1.
h je maximálny tlakový spád vytvorený stĺpcom kvapaliny X v kPa.
e je tlaková výška vytvorená stĺpcom kvapaliny Y v kPa.
1mH2O=9,80665Pa (rovnaké ako nižšie)
Merací 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 merací rozsah vysielača je 6,23 kPa až 37,37 kPa.
Stručne povedané, v skutočnosti meriame výšku hladiny kvapaliny:
Výška hladiny kvapaliny H=(P1-P0)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
Poznámka: P0 je aktuálny atmosférický tlak;
P1 je hodnota tlaku meraná na strane vysokého tlaku;
D je množstvo nulovej migrácie.
Princíp dvojprírubového tlakového snímača merajúceho hladinu kvapaliny
Dvojprírubový snímač tlaku vykonáva prepočet hladiny meraním hustoty utesnenej nádrže: Suché impulzné pripojenie
Ak plyn nad hladinou kvapaliny nekondenzuje, spojovacie potrubie na strane nízkeho tlaku prevodníka zostane suché. Táto situácia sa nazýva pripojenie bez pilotného pripojenia. Metóda určenia meracieho rozsahu prevodníka je rovnaká ako pri určovaní hladiny kvapaliny v otvorenej nádobe. (Pozri obrázok 1-2).
Ak plyn v kvapaline kondenzuje, kvapalina sa postupne hromadí v tlakovej vodiacej trubici na strane nízkeho tlaku vysielača, čo spôsobí chyby merania. Aby ste túto chybu eliminovali, vopred naplňte tlakovú vodiacu trubicu na strane nízkeho tlaku vysielača určitou kvapalinou. Táto situácia sa nazýva pripojenie s mokrým tlakovým vedením.
Vo vyššie uvedenej situácii je na strane nízkeho tlaku vysielača tlaková hlava, takže je potrebné vykonať negatívnu migráciu (pozri obrázok 1-2).
Obrázok 1-2 Príklad merania kvapaliny v uzavretej nádobe
Nech X je vertikálna vzdialenosť medzi najnižšou a najvyššou meranou hladinou kvapaliny, X = 2450 mm. Y je vertikálna vzdialenosť od tlakového portu prevodníka k najnižšej hladine kvapaliny, Y = 635 mm.
Z je vzdialenosť od vrchu kvapalinou naplnenej tlakovej vodiacej trubice k základnej čiare vysielača, Z = 3800 mm,
ρ1 je hustota kvapaliny, ρ1=1.
ρ2 je hustota plniacej kvapaliny potrubia na strane nízkeho tlaku, ρ1=1.
h je maximálny tlakový spád vytvorený testovaným stĺpcom kvapaliny X v kPa.
e je maximálny tlakový spád vytvorený testovaným stĺpcom kvapaliny Y v kPa.
s je tlaková výška vytvorená stĺpcom Z plnenej kvapaliny v kPa.
Rozsah merania je od (es) do (h+es), potom
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: Stručne povedané, v skutočnosti meriame výšku hladiny kvapaliny: výška hladiny kvapaliny H=(P1-PX)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
Poznámka: PX slúži na meranie hodnoty tlaku na strane nízkeho tlaku;
P1 je hodnota tlaku meraná na strane vysokého tlaku;
D je množstvo nulovej migrácie.
Bezpečnostné opatrenia pri inštalácii
Inštalácia s jednou prírubou je dôležitá
1. Ak sa na meranie hladiny kvapaliny v otvorených nádržiach používa membránový vysielač s jednou prírubou pre izoláciu pre otvorené nádrže, strana L nízkotlakového rozhrania by mala byť otvorená do atmosféry.
2. V prípade utesnenej nádrže na kvapalinu by mala byť tlaková vodiaca trubica na vedenie tlaku v nádrži na kvapalinu pripojená na ľavú stranu rozhrania nízkotlakového panelu. Určuje referenčný tlak v nádrži. Okrem toho vždy odskrutkujte vypúšťací ventil na ľavej strane, aby ste vypustili kondenzát v komore na ľavej strane, inak to spôsobí chyby v meraní hladiny kvapaliny.
3. Vysielač je možné pripojiť k prírubovej inštalácii na strane vysokého tlaku, ako je znázornené na obrázku 1-3. Príruba na strane nádrže je vo všeobecnosti pohyblivá príruba, ktorá je v tomto čase upevnená a možno ju zvariť jedným kliknutím, čo je pohodlné pre inštaláciu na mieste.
Obrázok 1-3 Príklad inštalácie prírubového snímača hladiny kvapaliny
1) Pri meraní hladiny kvapaliny v nádrži na kvapalinu by mala byť najnižšia hladina kvapaliny (nulový bod) nastavená vo vzdialenosti 50 mm alebo viac od stredu membránového tesnenia na strane vysokého tlaku. Obrázok 1-4:
Obrázok 1-4 Príklad inštalácie nádrže na kvapalinu
2) Nainštalujte prírubovú membránu na stranu vysokého (H) a nízkeho (L) tlaku nádrže, ako je znázornené na štítku vysielača a senzora.
3) Aby sa znížil vplyv rozdielu teplôt prostredia, kapilárne trubice na strane vysokého tlaku sa môžu zviazať a upevniť, aby sa zabránilo vplyvu vetra a vibrácií (kapilárne trubice super dlhej časti by sa mali zrolovať a upevniť).
4) Počas inštalácie sa snažte čo najviac minimalizovať pokles tlaku tesniacej kvapaliny na membránové tesnenie.
5) Teleso vysielača by malo byť nainštalované vo vzdialenosti viac ako 600 mm pod montážnou časťou membránového tesnenia s diaľkovou prírubou na strane vysokého tlaku, aby sa pokles tlaku kapilárnej tesniacej kvapaliny čo najviac pridal k telu vysielača.
6) Samozrejme, ak ho nemožno nainštalovať 600 mm alebo viac pod montážnu časť prírubovej membránovej tesniacej časti z dôvodu obmedzení montážnych podmienok. Alebo ak je možné teleso vysielača z objektívnych dôvodov nainštalovať iba nad montážnu časť prírubovej tesniacej časti, jeho montážna poloha musí spĺňať nasledujúci výpočtový vzorec.
1) h: výška medzi montážnou časťou diaľkovej prírubovej membránovej upchávky a telesom prevodníka (mm);
① Ak je h ≤ 0, teleso vysielača by malo byť nainštalované nad h (mm) pod montážnou časťou prírubovej membránovej upchávky.
②Ak je h > 0, teleso vysielača by malo byť nainštalované pod h (mm) nad montážnou časťou prírubovej membránovej upchávky.
2) P: Vnútorný tlak v nádrži na kvapalinu (Pa abs);
3) P0: Dolná hranica tlaku používaného telesom vysielača;
4) Teplota okolia: -10～50℃.
Čas uverejnenia: 15. decembra 2021