差壓式液位計(jì)

常規(guī)的差壓變送器通過測(cè)量容器中的液位壓力來進(jìn)行液位的測(cè)量。例如，500毫米的水柱對(duì)應(yīng)了500 mmH20的壓力。然而，在許多應(yīng)用中，在液體之上有額外的蒸氣壓力。由于蒸氣壓力不是液位測(cè)量的一部分，需要使用引壓管和有密封件的毛細(xì)管來抵消它的存在。
毛細(xì)管柱和密封系統(tǒng)解決了引壓管的許多安裝問題。這些系統(tǒng)包括通過充油毛細(xì)管柱連接到差壓變送器的外部傳感膜片。壓力的變化引起了的膜片的位移，這樣壓力就通過充油毛細(xì)管傳送到變送器。充油毛細(xì)管系統(tǒng)都經(jīng)過精心的焊接和制造，因此它是一個(gè)性能可靠的密封系統(tǒng)。這種類型的結(jié)構(gòu)消除了可能在引壓管中產(chǎn)生的泄漏點(diǎn)和堵塞。

此圖說明：（Tuned-System調(diào)整型系統(tǒng)；Balanced System平衡系統(tǒng)；Wet Leg濕式機(jī)構(gòu)；Wet/Dry Leg濕式/干式機(jī)構(gòu)）

ERS電子遠(yuǎn)程傳感技術(shù)解決了在高型容器和塔上進(jìn)行液位測(cè)量常見的的問題。羅斯蒙特[1] ERS電子遠(yuǎn)傳系統(tǒng)使用了兩個(gè)直接安裝的3051S壓力變送器，而不是使用毛細(xì)管的單個(gè)差壓變送器。兩臺(tái)壓力變送器分別測(cè)量高低壓側(cè)的壓力值，并且通過兩臺(tái)壓力變送器中的主表計(jì)算差壓；通過使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的兩線制4-20 mA HART信號(hào)傳輸回主機(jī)系統(tǒng)或DCS系統(tǒng)。除了測(cè)量差壓以外，同時(shí)可以輸出高低壓側(cè)的壓力值，也可以把差壓直接轉(zhuǎn)化為液位值輸出顯示。[2]

ERS電子遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的數(shù)字架構(gòu)使得在高型容器和塔上使用時(shí)具有很多好處：
·改善的性能

ERS系統(tǒng)采用數(shù)字結(jié)構(gòu)取代了機(jī)械部件，即使在大范圍變化的溫度下也可以具備更快的響應(yīng)時(shí)間和一個(gè)更加穩(wěn)定和可重復(fù)的測(cè)量。測(cè)量精度可以提高十倍以上。
·簡(jiǎn)化的安裝和維護(hù)

寒冷的天氣裝置通常需要伴熱或保溫。需要檢查引壓管防止漏水，冷凝，蒸發(fā)和堵塞。ERS系統(tǒng)的數(shù)字架構(gòu)省去了這些做法，這樣通過更少的維護(hù)和保養(yǎng)得到更清潔的裝置。
·額外的過程數(shù)據(jù)和診斷

ERS系統(tǒng)是一個(gè)多參數(shù)系統(tǒng)，提供額外的過程優(yōu)化控制信息。除了液位計(jì)算，ERS提供來自每個(gè)壓力傳感器讀數(shù)的實(shí)時(shí)訪問和液位或體積測(cè)量的比例輸出。

雖然雙法蘭差壓液位系統(tǒng)是一種成熟可靠的的技術(shù)，卻一直以來很難在高型容器和塔中得到應(yīng)用。因?yàn)檫@些都需要更長的毛細(xì)管以方便安裝，距離過長的毛細(xì)管使得壓力的傳輸變得誤差過大，并且在環(huán)境溫度變化較大的時(shí)候變得更為明顯。同時(shí)安裝過程要求較高，引壓管可能并不可靠，都是非常嚴(yán)重的困擾。

在傳統(tǒng)的差壓液位計(jì)的基礎(chǔ)上，近年來數(shù)字化的趨勢(shì)越來越明顯。各家主流廠商如艾默生羅斯蒙特、E+H都推出了類似產(chǎn)品。例如羅斯蒙特ERS產(chǎn)品，通過數(shù)字化總線傳輸數(shù)據(jù)，使得時(shí)間響應(yīng)的改進(jìn)超過90%，消除了溫度影響和測(cè)量偏差，回路接線和LCD顯示可靈活的在頂部或底部連接，遠(yuǎn)程顯示和接口連接也非常方便。

主要應(yīng)用于精餾塔，化工儲(chǔ)罐，硫酸鹽制漿容器，酶發(fā)酵，烷基化反應(yīng)，啤酒發(fā)酵等領(lǐng)域的差壓或液位測(cè)量。
1、在輸油管道過濾器差壓監(jiān)測(cè)的應(yīng)用
要求：
輸油輸氣管道每隔一定的距離需要有過濾器進(jìn)行對(duì)輸送介質(zhì)的過濾，以保證所輸介質(zhì)的質(zhì)量及管路的安全。過濾器兩側(cè)的差壓直接反應(yīng)了過濾器的工作狀態(tài)，如果差壓大于設(shè)計(jì)值，那么很可能就是過濾器堵塞，需要進(jìn)行修理維護(hù)。傳統(tǒng)的差壓測(cè)量是利用差壓變送器及毛細(xì)管組成DP測(cè)量系統(tǒng)，存在安裝復(fù)雜，受環(huán)境溫度影響，精度較差的問題。并且需要安裝單獨(dú)的壓力變送器去監(jiān)測(cè)管道靜壓

解決方案：
使用ERS電子遠(yuǎn)傳安裝在過濾器的兩側(cè)，跨度約為6米；介質(zhì)溫度在50攝氏度以內(nèi)。管道靜壓約1.5mPa,過濾器設(shè)計(jì)差壓為50kPa,靜壓：差壓<30：1,計(jì)算出的精度結(jié)果在3%以內(nèi)。
使用ERS電子遠(yuǎn)傳后，省去了毛細(xì)管的保溫伴熱，省去了單獨(dú)安裝的壓力變送器（ERS可輸出管道靜壓），并且維護(hù)成本降低；響應(yīng)時(shí)間更快，環(huán)境溫度變化不對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響；安裝變得更加方便
2、在火電廠脫硫石膏液密度測(cè)量的應(yīng)用
要求：
電廠脫硫多是使用石灰石石膏濕法脫硫技術(shù)，利用石膏液作為吸收劑來吸收SO2，減少對(duì)環(huán)境的污染。一般是通過測(cè)量石膏液的密度來檢測(cè)脫硫的效率。普通的石膏液密度測(cè)量多是使用密度計(jì)或是質(zhì)量流量計(jì)來直接測(cè)量密度，存在成本高，易損壞，受環(huán)境影響大的問題
解決方案：
使用ERS電子遠(yuǎn)傳安裝在固定位置，通過此固定位置間的差壓來反算出平均密度，ρ=DP/g*h。
把ERS電子遠(yuǎn)傳安裝在測(cè)量罐的高低壓測(cè)，通過此差壓來計(jì)算出密度；或者直接把ERS電子遠(yuǎn)傳安裝在脫硫吸收塔上，上下法蘭間距固定為4米，由于吸收塔液位能保證在10米之上，沒過低壓側(cè)，所以此密度可以作為石膏液平均密度值。
此方案省去了質(zhì)量流量計(jì)或密度計(jì)，投資降低，并且原質(zhì)量流量計(jì)在石膏液測(cè)量中易損，使用ERS可使得一次性投入和維護(hù)成本降低70%以上；精度提升；響應(yīng)時(shí)間環(huán)境溫度變化不對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響；安裝變得更加方便。[3] 　3、在存儲(chǔ)罐液位測(cè)量的應(yīng)用
要求：
大法蘭間距的差壓液位測(cè)量。原料存儲(chǔ)罐的液位測(cè)量，法蘭間距為16米。用傳統(tǒng)雙法蘭的形式測(cè)量液位精度很差；響應(yīng)時(shí)間長；白天與夜晚，冬季與夏季測(cè)量結(jié)果差別很大；維護(hù)成本較高。
解決方案：
客戶有兩個(gè)相同的原料存儲(chǔ)罐，其中一臺(tái)使用了傳統(tǒng)的雙法蘭差壓液位計(jì)，另一臺(tái)技改后使用ERS電子遠(yuǎn)傳，過程連接保留原法蘭接口，罐體沒有任何改變。
使用ERS電子遠(yuǎn)傳后，精度由原方案的5%變?yōu)?.5%，提升了10倍；響應(yīng)時(shí)間由3秒縮短為0.5秒，提升了6倍；環(huán)境溫度變化不對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響；安裝與維護(hù)變得更加方便。右圖為ERS方案與傳統(tǒng)方案測(cè)量結(jié)果的對(duì)比圖DCS截屏，由對(duì)比可見，精度與響應(yīng)時(shí)間有明顯改善。