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化工尿素系統(tǒng)中電容式液位計(jì)的應(yīng)用

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　　電容式液位計(jì)是根據(jù)電容感應(yīng)的原理制作而成的儀表，具有良好的結(jié)構(gòu)以及簡單便捷的安裝方式，因此被廣泛用于各種行業(yè)當(dāng)中。
某化學(xué)工業(yè)有限公司的尿素系統(tǒng)目前使用了4套電容式液位計(jì)來測量重要設(shè)備的液位。該液位計(jì)具有性能穩(wěn)定、工作可靠、指示準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。自從投用以來，該液位計(jì)也出現(xiàn)了一些問題，影響了正常的工藝操作。本文就電容式液位計(jì)在使用過程中出現(xiàn)的故障加以分析，并介紹其改進(jìn)方法。
　　1 　基本結(jié)構(gòu)及工作原理
　　如圖1 所示， 電容式液位計(jì)由電容傳感器(電極)和檢測電容的測量線路(EC11Z 和FMC420)組成。電極把液位的高低轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后再由EC11Z和FMC420檢測出電容的大小，并轉(zhuǎn)換為直流電流信號輸出，從而實(shí)現(xiàn)對液位的連續(xù)測量、遠(yuǎn)傳指示、記錄或自動控制。

　　2 　原結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)
　　原電極采用不銹鋼彈簧片，外涂2mm 搪瓷絕緣層。該結(jié)構(gòu)存在如下缺點(diǎn):
　　(1)電極外所涂搪瓷絕緣層比較脆，不耐高溫、高壓，經(jīng)不起沖刷。從損壞的3根電極看，絕緣層都有不同程度的劃痕，非常嚴(yán)重的1根有2處絕緣層已被嚴(yán)重破壞。
　　(2)電極一次性使用，不可修復(fù)。
　　(3)采用法蘭結(jié)構(gòu)與設(shè)備連接，由于所測設(shè)備溫度高、溫差較大，使密封墊片過量壓縮變形，易產(chǎn)生泄漏，需升溫后再次擰緊螺栓才能阻止泄漏。另外，由于長時(shí)間高溫、高壓的作用，給拆卸檢查帶來困難。
　　(4)FMC420 采用220 V(AC)，電源電壓較高，現(xiàn)場安裝不安全。
　　(5)輸出的0 ～ 20 mA(DC)不是國際標(biāo)準(zhǔn)信號，無法實(shí)現(xiàn)DCS 控制。
　　3 　改進(jìn)措施
　　(1)電極采用不銹鋼棒，外面用聚四氟乙烯塑料管作為絕緣。聚四氟乙烯絕緣層損壞后可對電極重新絕緣，修復(fù)后再使用。
　　(2)采用內(nèi)、外螺紋連接，容易拆卸。
　　(3)采用回彈能力較好的密封墊片(膨脹石墨金屬纏繞墊)，保證密封效果。
　　(4)將220V(AC)改為24 V(AC)，便于現(xiàn)場安裝，消除危險(xiǎn)。
　　(5)改為4 ～ 20 mA(DC)國際標(biāo)準(zhǔn)信號輸出，在DCS 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動控制。
　　4 　電極改進(jìn)
　　將長600mm 不銹鋼電極棒用聚四氟乙烯絕緣管套上，利用酒精噴燈對電極棒進(jìn)行熱塑絕緣，電極與外螺紋連接處用耐高壓、耐高溫的石墨填料進(jìn)行密封。制成后的電極在一個(gè)密閉容器內(nèi)經(jīng)9 .81MPa耐壓試驗(yàn)24h，沒有泄漏才可使用。
　　5 　調(diào)校
　　校驗(yàn)是在FMC420上實(shí)現(xiàn)的，設(shè)定簡單、可靠、準(zhǔn)確和迅速。用一個(gè)空的容器設(shè)定零點(diǎn)，用滿容器設(shè)定范圍，零點(diǎn)校驗(yàn)和量程校驗(yàn)互不影響。
　　5 .1 　基本位置
　　(1)將零位調(diào)節(jié)和范圍調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)到左側(cè)終點(diǎn)。
　　(2)在范圍開關(guān)板上，將3個(gè)下方開關(guān)轉(zhuǎn)接到右面，3個(gè)上方開關(guān)轉(zhuǎn)接到左面。
　　(3)把零位開關(guān)旋鈕轉(zhuǎn)到F處。
　　5 .2 　零位校驗(yàn)
　　(1)使被測容器液位為零。
　　(2)用1臺數(shù)字萬用表監(jiān)測，調(diào)節(jié)零位粗調(diào)，使輸出接近0 V 。
　　(3)再用零位細(xì)調(diào)進(jìn)行調(diào)整，使萬用表示值正好是0 V 。
　　5 .3 　范圍校驗(yàn)
　　(1)使被測容器充滿。
　　(2)用范圍粗調(diào)調(diào)節(jié)，使萬用表示值接近10V 。
　　(3)用范圍細(xì)調(diào)調(diào)節(jié)，使輸出正好是10 V 。
　　6 　改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)
　　(1)便于檢修。
　　(2)密封牢固，沒有泄漏。
　　(3)價(jià)格便宜，容易制作。
　　(4)指示準(zhǔn)確。
　　7 　故障及處理
　　在電容式液位計(jì)投用期間，故障主要出現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　(1)電極損壞。這種故障是主要故障，曾經(jīng)因?yàn)?次電極失效引起尿素系統(tǒng)停車，因此如何提高電極的使用年限是關(guān)鍵。通過改造后，電極已連接運(yùn)行4 年，說明改造效果比較好。
　　(2)指示失靈。這種故障主要出現(xiàn)在接線上以及EC11Z和FMC420損壞。只要認(rèn)真檢查線路，發(fā)現(xiàn)EC11Z或FMC420故障，立即更換，故障就可以消除。

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