伺服式浮子液位计安装故障及使用经验
我公司新系统两液氨球罐, 担负缓冲、 储存、衔接前后工序等作用, 其中一球罐容积为 4000 m3 , 常规仪表无法准确测量其液位, 故引进了两台伺服式浮子液位计进行液位测量,配合显示、调节等仪表, 组成监视和调节系统, 为安全和稳定生产创造了条件。
1、组成及原理：
伺服式浮子液位计是一种高精度液位计, 精度可达± 0. 7 mm, 其测量是基于浮力平衡原理, 适用于生产控制、 计量交接。 该液位计分内、 外两个腔室, 彼此隔离, 介质侧为外腔室, 里面有浮子、 钢丝、 轮鼓, 浮子被测量钢丝悬挂于轮鼓下方, 钢丝有序地缠绕在轮鼓的凹槽内, 外磁铁固定在轮鼓内壁; 内腔室为电气腔室, 主要有内磁铁、 伺服电机和电子单元。 固定在伺服电机上的内磁铁与轮鼓内的外磁铁耦合在一起。
内磁铁旋转时, 通过磁偶力矩的作用, 带动外磁铁旋转, 从而使轮鼓整体转动。 悬挂在钢丝上的浮子重量在轮鼓上产生一个转动力矩,并引起磁通量变化, 产生电压驱动伺服电机转动, 以期达到平衡或操作命令所定义的参考电压值。 当浮子向下移动并接触到液体时 , 由于浮力, 浮子作用于钢丝上的张力减小, 引起磁场耦合力矩变化, 并由带有温度补偿的霍尔检测元件检测出此位置信号, 送入电机控制电路。 液位上升或下降时, 浮子的位置由伺服电机进行调节,通过测量钢丝轮鼓的旋转, 可地计算出液位值。
2、伺服式浮子液位计的使用：
2. 1、安装注意事项：
正确安装是长周期稳定运行的前提。 这里有几点须注意:
①是否需要安装导波管, 测量湍流或液位变化迅速的储罐一定要安装, 导波管的内壁应光滑无毛刺, 并垂直安装。若是新建容器, 安装导波管难度不大时, 建议安装。
②罐顶设备引出口短管应尽可能垂直, 引出口应偏离进料口45°～ 90°, 以防止进料的波动或湍流引起浮子剧烈摆动。 引出法兰面应水平, 施工时一定要用水平尺校正。 对于带压容器, 建议法兰与仪表之间安装球阀, 这样便于正常工作情况下拆检、 校验仪表。
③安装时, 钢丝应均匀缠绕在轮鼓的凹槽中, 钢丝中间不能有缠绕和打折现象, 如不慎损坏, 若钢丝长度大于测量高度, 可剪去损坏部分。
2. 2、操作使用注意事项：
通过三个光敏触摸键进行操作, 无需打开表盖。 该表的程序化矩阵界面比较直观, 矩阵分为静态矩阵和动态矩阵。 静态矩阵主要功能是显示基本操作命令和组态主要测量值; 动态矩阵是仪表调试、 校验、 通讯所需的参数。 通过改变静态矩阵的 V3 H0 矩阵变换 ( M AIRX O F) 值来选择进入动态矩阵 (可理解为静态矩阵和动态矩阵构成了一个三维矩阵)。如罐顶很高, 可选配罐旁指示仪 (具有同样的操作键) , 该指示仪可直接安装在地面上,这样就可以利用指示仪来进行命令操作。
在对容器进行清洗、 置换、 检修时, 可以利用矩阵菜单将浮子提升到观察窗位置, 确认浮子进入观察窗后方可关闭球阀, 防止球阀将钢丝挤断, 使浮子掉入设备中。 设备检修结束、 仪表投运前, 一定要缓慢打开球阀, 让仪表外腔室和设备容器均压, 防止高压打坏浮子、 打乱钢丝, 球阀全开后, 仪表方可投运。 液位稳定时, 可反复利用上升、 下降、 测量命令。 浮子每次测量液位位置应当一致, 这样可以判断仪表是否正常。
3、故障处理：
根据我们的经验, ***常出现的故障是钢丝张力超过设定的上限, 此时浮子不能移动。 引起此类故障的原因多为浮子碰壁或毛刺等异物卡住浮子, 可以通过释放张力命令释放过强的张力。 若出现张力小于设定的下限, 则说明浮子脱落或钢丝已断。
仪表使用过程中, 还出现过浮子只随着液位下降变化而上升不随着变化的情况。 原因是重量表数据出错, 处理办法是进行重量校正, 校正后仪表自动完成重量表制作过程。 重量校正时, 一定要保证仪表处在水平位置, 并且不可摇晃, 还要注意环境因素, 如风会对浮子产生影响, 因为重量表是影响精度的一个重要因素。
仪表使用过程中还发生过一起特殊故障: 球罐使用前用 CO2 气体进行置换, 球罐内储存的为液氨, 仪表使用一段时间后, 浮子不随液位变化升降, 用提升命令提升浮子也不动作, ***后强制马达转动来提升浮子也无效, 迫于无奈, 只有关闭球阀, 剪断钢丝 (浮子落入罐底)。打开仪表后, 发现钢丝表面有 N H4 HCO3 结晶, 钢丝已几倍于原直径, 无法进入轮鼓凹槽内, 所以提升无反应。处理办法: 根据原浮子的数据自制一个, 准确测量自制浮子的重量和体积, 并且把这些参数输入矩阵中。 更换浮子应做传感器校验, 校验要保证没有浮子时传感器 (霍尔元件) A、 B计数值分别为 11000± 100、 21000± 100; 悬挂浮子时, 传感器 A、 B计数值分别为 21000± 100、 11000± 100;也就是要保证有无浮子传感器 A和 B的差值是10000。 要反复调整传感器的零位和范围才能校准。传感器校验结束后, 同样也要进行重量校正, 之后仪表便可恢复投运。