外測液位計在液LV儲存貯槽上的應用分析

液LV儲存貯槽作為氯堿工藝重大危險源，是危險化學品重點監控對象，一般來說液LV貯槽的液LV儲存量為氯堿行業安全生產排程的重要依據，其數據與各級安監部門信息直接對接，必須受到實時監控。

液LV貯槽的液位測量反映液LV儲存量，直接指導安全生產排程。因液LV具有易揮發、與氫混合產生爆炸性混合氣體等特性，其液位測量若采用差壓測量方式易堵塞，用雷達直接測量易受揮發影響，測量效果都不理想。因此如何穩定、準確地進行液位測量，避免虛假液位出現，是關系著氯堿工藝安全生產可靠穩定運行的重要因素。

1 某氯堿廠液LV貯槽液位測量歷史某氯堿廠氯堿裝置為 2005 年建設，其中共設計 8 套臥式液LV貯槽( 設備 A ～ H) 。一直以來，液LV貯槽液位測量的可靠性成為安全生產的重點監測對象。原設計中液LV貯槽設計有現場液位計和遠傳液位計雙計量方式。其中現場液位計采用鋼簧管液位顯示，它利用液LV的特性，液LV淹沒部分的鋼簧管外部會結霜，操作人員現場觀察可判斷液LV液位，但有一定的滯后，易受溫度、濕度等影響。遠傳液位計最初選擇的是射頻導納式液位計，因絕緣和粘附導致電量變化，受介電常數變化等影響，測量可靠性不高; 后試用雷達液位計也因雷達波不能穩定穿射低溫空氣等原因，使用效果不佳; 后根據行業其他廠方使用案例，采用聲吶式外測液位計，經過使用對比，此液位計靜態測量滿足使用要求，而且液位計不接液，安裝方便，降低了使用維護的安全隱患，但在生產過程中，因液LV儲存量的實時變化，經聲吶式外測液位計測量液LV貯槽液位時有檢測死區產生，液位指示偏差嚴重影響其工藝排程。

2 聲吶式外測液位計故障分析

2．1 測量原理

聲吶式外測液位計利用聲吶回波測距原理，不接觸罐內介質，在容器壁外測量液位。測量探頭發射和接收聲吶信號，穿透容器壁在液體中形成回波，原理如圖所示，其中 L 為液面距罐底高度，V 為聲吶在介質內的傳播速度，T 為聲波發送到接收所用的時間，有 L = VT/2。

2．2 故障與分析

聲吶式外測液位計使用過程中有如下故障:

a． 空槽復裝后，液位過低時顯示盲區值不變化;

b． 儀表顯示數值與現場液位計偏差大;

c． 儀表故障報警，液位未達到校準高度( 貯槽半徑) 時，或校準探頭與罐壁間耦合劑流失時自動校準功能失效。

相應故障原因分析如下:

a． 空槽復裝后，液位在盲區 ( 滿量程的5% ～10%) 下顯示盲區值不變化，軟件不能識別

此過程變化的液位回波信號;

b． 虛假回波等干擾造成與現場液位計偏差大;

c． 校準探頭與罐壁耦合不良。

3 改進措施

針對聲吶式外測液位計使用過程中出現的故障，采用以下措施進行規避:

a． 軟件不能識別過程變化。經過聲吶式測量原理分析可知，因測量介質發生變化后，聲波在介質內的傳播速度發生了變化，具體表現為貯槽空槽復裝后液位顯示盲區值不變化的故障，原因主要是二次表不能識別低液位過程變化的回波信號，回波信號的識別需要軟件算法考慮特殊情況下的過程變量，對此需要對二次表進行數據庫升級，其中不能識別回波的表現中虛假回波對識別過程形成了干擾。

b． 虛假回波等干擾。針對虛假回波，在試驗過程中發現通過調整主機的閾值電壓，示波器檢測的回波出現可控變化，是屏蔽虛假回波等故障的有效手段，經過試驗通過調整主機的閾值電壓可屏蔽 90%此類故障，其效果如圖 2 所示。

c． 自動校準功能失效。自動校準的主要原理是通過校準探頭測量聲波在介質內的傳播速度

對液位檢測進行修正，如不能修正聲波傳輸速度，那么當介質發生變化其傳播速度相應發生變化后測量會產生偏差。該功能失效的主要原因為校準探頭與罐壁耦合不良，因長時間使用密封膠密封效果變差，導致罐壁外層氧化銹蝕，通過對設備面打磨清洗，對探頭面清洗，加裝耦合劑，固定安裝后可屏蔽 85%此類故障。

4.效果分析

在使用以上改進措施對聲吶式外測液位計進行改進后，將改進前后的效果分別列于表 1、2，經過計算后可以看出單臺設備的月故障率明顯降低。

5. 結束語

通過改進解決了某氯堿企業液LV貯槽外測式液位計頻繁出現虛假液位的問題。為確保設備穩定運行，對現有測量算法和設備進行了調整，達到了氯堿企業對液LV貯槽液位準確計量的要求。