摘要： 液位测量是粉煤加压气化安装自动控制零碎的重要组成局部，在对液位计详细分类的根底上，对粉煤加压气化项目中常用的液位计停止了综合比照。详细论述了液位计的选型步骤，并针对 ＨＴ － Ｌ 粉煤加压气化工艺，结合各液位计的测量原理，完成了不同介质的仪表选型，并依据现场实践运用效果，对局部液位计的选型停止了剖析与改良。

         ＨＴ － Ｌ 粉煤加压气化工艺，是目前普遍使用的*煤气化技术，是将原料煤粉经过磨碎枯燥后，加压保送至航天气化炉内，与氧气、蒸汽反响，生成无效成分爲氢气、一氧化碳的粗分解气的进程。整个煤气化项目的工艺流程较长，触及的工艺介质较多，现场工况较复杂，其中需求停止液位测量的介质次要有：汽包水、烧嘴冷却水、灰水、渣水、粉煤等，辨别对应不同的容器设备，对测量精度的要求也各不相反。针对不同的测量要求与测量条件，必需合理选择合适的液位计，以保证良好的测量效果。

１　 常用液位计的功能比照

         目前在粉煤加压气化项目中常采用的液位计类型次要有：差压式液位计、双法兰式差压液位计、磁致伸缩液位计、磁翻板液位计、雷达液位计等。这几种液位计各有特征，都存在着一定的劣势与缺乏，功能比照后果见表１所列。

２　 液位计的选型与剖析改良

         在停止液位计的选型时，除了要满足 ＨＧ ／ Ｔ２０５０７ — ２０１４ 《 ＨＧ ／ Ｔ　２０５０７ — ２０１４ 自动化仪表选型设计标准》中有关液位计选型的规则外，应从以下几个方面来综合思索：

         １ ）首先要确定被测介质，包括介质的类型、形态、工艺参数、能否干净、能否有腐蚀性、能否导电等。

         ２ ）确定被测介质所在的容器或设备，包括是敞口还是密闭容器，容器的直径、长宽高、壁厚、保温层外形尺寸等，能否可以开孔等。

         ３ ）确定测量要求，包括测量精度、测量范围、牢靠性、能否参与联锁控制等。

         ４ ）思索经济要素，包括仪表的置办本钱、装置费用、临时运转维护的费用等。

 粉煤加压气化项目中常用液位计的比照

         在实践项目设计进程中，要依照以上４个步骤综合思索，完成液位计的合理选型。

２．１　 干净水液位测量

         在粉煤加压气化工艺流程中，冷却水、冷凝水是洁净干净的介质，测量该介质的液位如无特殊状况，选用普通的差压式液位计即可。差压式液位计是应用流体静力学原理，经过测量流体的压差来计算出液位的上下，其测量原理如图 １ 所示。这种办法简捷、方便，但是度与波动性不高，而且测量后果遭到介质密度的影响，爲满足测量精度常需求停止补偿或采用组合式仪表测量方案。

 差压液位计测量原理表示

２．１．１　 烧嘴冷却水罐液位的测量

         关于一些重要的场所，如烧嘴冷却水罐，由于其液位需求参与联锁控制，在设计时采用３台差压液位变送器，并装备 １ 台就地显示的玻璃管液位计或磁翻 板液位 计。 ３ 台差压液位 计 “３ 取 中”或“３选２ ”参与联锁顺控，就地液位计除了能在现场直观地显示出液位外，还与差压液位变送器检测的液位值停止互校，进一步保证测量的度。

２．１．２　 汽包液位的测量

         需求特别留意中压汽包液位的测量，汽包内的介质主 要 爲 蒸 汽 与 汽 包 水 两 相，温 度 zui 高 可 达４５０℃ ，压力爲 ５．４ＭＰａ 。在以往的设计选型时，爲补偿汽包内温度、压力对测量后果的影响，对普通差压式液位计加装了双室均衡容器。双室均衡容器差压式液位计的测量原理：应用 Ｔ 形连通器将汽包内的水位发生的压力与均衡室内构成的参比水柱发生的压力停止比拟，从而失掉实践液位的差压值。原设计方案是对汽包设置 ２ 组液位测量仪表， １ 组是３ 台双室均衡容器差压式液位计，“ ３ 取中”参与液位控制，“３ 选 ２ ”参与平安联锁；另 １ 组是 ２ 台磁翻板液位计，对称装置在汽包两侧用于就地直观显示，并综合思索项目所在地环境温度的影响，对均衡容器、凝汽室、上下引管、连通管均采取必要的保温伴热措施。

         这样的选型设计，虽然可以满足测量度的要求，但相应添加了置办本钱，并且依据项目使用的实践反应，现场存在走漏点多、装置与维护较复杂等成绩。因而在新的伊泰杭锦旗项目中，由于项目所在地的昼夜温差较大，夏季环境温度极低，改用侧装３台磁致伸缩式液位计并配磁翻柱显示器来替代原先的差压式测量方案。磁致伸缩式液位计次要根据磁致伸缩原理而任务，任务原理如图２所示，由传感器电路沿磁致伸缩线（波导丝）收回电流脉冲，在磁致伸缩线四周构成环形磁场，当其与浮子内的永磁铁发生的纵向磁场发作叠加时，会在浮子地位发生１ 个改变脉冲回传至传感器的探头。测量起始脉冲

与前往脉冲的工夫差来确定浮子的地位，即液面的地位。磁致伸缩液位计具有精度高、运用寿命长、无需调零校准、易维护、平安性初等优点，但是在装置时要留意：探测杆要保证垂直，不能折弯；做好接地屏蔽任务，以免电磁搅扰影响测量效果。

 磁致伸缩液位计测量原理表示

２．２　 灰／黑水液位测量

         在粉煤加压气化项目中，需求测量黑水介质液位的容器次要有：气化炉激冷室、分解气洗濯塔、高压闪蒸罐、高压闪蒸罐等。触及灰水介质液面测量的设备次要有：灰水槽、渣锁斗冲洗水罐等。这类介质的共同特点是脏污、含有悬浮固体颗粒、黏度高、具有腐蚀性，普通的差压液位计难以满足此种介质的测量，常采用非间接接触的测量方式。

２．２．１　 密闭容器

         以气化炉激冷室与分解气洗濯塔爲例，依据实践工况，其压力都在４ＭＰａ左右，温度高达２００℃ ，均爲密闭的容器，对压力的搅扰比拟敏感，且罐体尺寸较高，所以雷达液位计并不适用。经过综合思索，对这类介质选用双法兰式差压液位计并加装吹扫冲洗安装的测量方案。同理，由于这两种设备的液位都是重要的控制与平安联锁信号，所以采取３台液位计结合测量的方式。

         １ ）双法兰式差压液位计。隔阂密封式差压液位变送器与普通差压式液位计相比，可经过毛细管来传导双法兰隔离膜片上感测到的压差，送至变送器再转换成规范信号输入。依据现场的实践运用效果，双法兰差压液位计根本可以满足测量与控制的要求，但是依然存在着一些弊端：

         ａ ）毛细管的长度不能过长，单根普通不超越１０ｍ ，否则在测量时受温度的影响较大会发生误差。而罐体尺寸高度普通都在５ｍ 以上，布置装置变送器时需求慎重思索以免单侧毛细管过长。

         ｂ ）毛细管内填充液受环境温度的影响，关于有温度及昼夜温差较大的地域，如内蒙古等，还要思索对毛细管的保温。

         ｃ ）对膜片的材质要求较高。爲避免腐蚀与氢脆景象，需求选用 ３１６Ｌ 镀金膜片，本钱较高。同时由于介质的易堆积性，在加装冲洗吹扫安装后，依然需求活期清算改换膜片，以保证测量精度。

         ２ ）改良的电子远传液位变送器。在后续的项目中采用改良的电子远传液位变送器，其测量原理如图３所示。该种电子远传液位变送器取消了传统的毛细管引压方式，运用主、副２个压力传感器，辨别装置于容器的底部与上方，用来测量上下压侧的压力。 ２个压力传感器以 ＣＡＮ总线的方式衔接到一同，并且将副传感器接纳到的压力信号传至主传感器中停止差压计算，计算完成后转换成规范的４～２０ｍＡ信号输入。

  电子远传液位变送器测量原理表示

         目前在伊泰杭锦旗项目上运用了该种设计方案，采用罗斯蒙特 ３０５１ＳＥＲＳ 电子远传变送器零碎，２ 个 ３０５１ＳＡＭ 压力变送器加上 １１９９ 系列密封零碎。它的劣势在于：

         ａ ）取消了导压管与毛细管，不需求再停止额定的保温伴热措施，简化了设备的装置，增加了安装的“跑、冒、滴、漏”景象，降低了现场仪表的维护任务量，片面进步了整个安装的环保质量。

         ｂ ）采用电子远传零碎，运用ＣＡＮ 总线替代了传统的机械管路，延长了呼应工夫，增加了测量误差的积聚，并且测量后果不再遭到环境温度的影响，保证了测量的性与波动性。

         ｃ ）不需求停止零点迁移计算。

         ｄ ）电子远传液位变送器零碎除了液位计算之外，还提供额定的进程优化控制信息，如来自每个压力传感器读数的实时拜访和液位或体积测量的比例输入等，进步了仪表的可用性。

２．２．２　 敞口容器

         当测量敞口容器脏污介质的液位时，宜选用非接触的雷达液位计。雷达液位计是基于电磁波反射原理来测量液位，经过向液面发射电磁波并接纳反射回波，经过检测发射波与前往波的时差或频率差来计算出液面的高度。雷达液位计次要分爲两大类：发射固定频率电磁波的脉冲型雷达液位计；发射延续波的延续调频式雷达液位计。脉冲式雷达液位计根据构造的不同又可以分爲两种：天线型和导波型。天线型雷达液位计采用天线发射电磁波，而导波型雷达液位计则经过杆式或缆式导波管来发射电磁波。在停止雷达液位计的选型时，需求针对不同的实践工况择优选取zui合适的雷达液位计类型。

         粉煤加压气化项目中，沉渣池爲典型的敞口常压容器，在停止液位计的选型时，由于介质是脏污悬浊的渣水，爲防止与介质接触，选用天线式的脉冲型雷达液位计。天线的方式选择喇叭口式，喇叭口式的天线启齿尺寸较小且聚集效果好，是目前zui常采用的天线方式，在容器顶部法兰装置。

３　 完毕语

         虽然液位计的品种复杂多样，测量原理各有所长，测量精度、运用寿命与便捷水平都在逐步加强，但是并没有的液位计，都有其本身的优缺陷及适用的范围。在实践运用中，需求严密联络项目实践条件，依据不同的工况环境、测量要求等，综合液位计本身的特点与适用性，并结合现场实践使用经历与效果，合理选择的液位计。