在某些工业过程中,例如石油天然气、化工和石化行业,经常需要在同一容器中测量两种液体之间的界面液位。通常,由于两种液体的密度或重力不同,密度较低的液体会漂浮在密度较高的液体之上。
由于两种液体的性质不同,有些液体会自动分离,而有些则在两种液体之间形成乳化层。除了“碎裂”层外,其他界面情况还体现为液体和固体的多重界面或混合层。在工艺技术中,可能需要测量某一层的厚度。
测量界面液位的必要性
炼油厂储罐界面液位测量的原因显而易见,即分离顶部原油和水,然后仅处理分离出来的水,以降低成本并减少处理难度。测量精度至关重要,因为水中含有油会导致昂贵的损失;相反,油中含有水则需要进行更高级的处理,以便进一步精炼和净化。
其他产品在加工过程中也可能面临类似的情况,需要将两种不同的混合物完全分离,即排除任何残留物。许多化学液体,例如水中的甲醇、柴油、绿色柴油,甚至肥皂,在储罐或容器中分离并不明显。虽然重力差异足以导致分离,但这种差异可能太小,不足以作为界面测量的基础。
液位测量装置
无论应用于哪个行业,都有推荐的液位传感器来解决棘手的技术问题。
在线密度计:当湿油注入沉淀池或油水分离器时,由于密度不同,油相和水相经过沉淀后逐渐分离,并逐渐形成油水界面。油层和水层属于两种不同的介质。生产过程中需要准确、及时地掌握油水界面的位置,以便在水位达到一定的极限高度时,及时打开阀门排水。
为应对油水分离成功情况复杂,需用在线密度计当液体密度达到1g/ml时,应打开排液阀;反之,当检测到密度低于1g/ml时,不管其分离状态如何,都应关闭排液阀。
同时,排水过程中必须实时监测水位变化,当水位达到下限时,及时关闭阀门,避免油品流失造成的浪费和环境污染。
浮子和置换器:浮子传感器漂浮在液体的顶层,这与它的名字略有不同。而根据底层流体的重力进行调节的浮筒传感器能够漂浮在目标流体的顶层。浮子和浮筒之间的细微区别在于,浮筒设计为完全浸没在液体中。它们可用于测量多种流体的液位界面。
浮子和浮筒是测量界面液位最便宜的装置,但其缺点在于校准时受限于单一液体。此外,它们容易受到储罐或容器内湍流的影响,需要安装导波井来解决这个问题。
使用浮子和置换器的另一个缺点与其机械浮子本身有关。浮子的重量可能会受到额外涂层或粘性的影响。浮子漂浮在液体表面的能力也会相应改变。如果产品的比重发生变化,情况也是如此。
电容:电容式变送器的特点是一根杆或电缆直接与材料接触。涂层杆或电缆可以看作电容器的一面极板,而金属壁可以看作另一面极板。由于两块极板之间的材料不同,探头上的读数可能会有所不同。
电容式变送器对两种液体的电导率提出了要求——一种应导电,另一种应不导电。导电液体会影响读数,而导电液体对输出的影响较小。然而,电容式变送器不受乳化液或碎屑层的影响。
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发布时间:2024年12月19日