摘要：针对液氨储罐液位测量仪表在化工行业的应用，重点对几种常用液位计的原理、选型、安装、调试以及存在的问题进行了对比分析。调试过程中应注意的事项以及故障排除方法。 提高仪表技术人员对液位仪表选型、安装和维护的能力，选择性能优良、测量准确、安装维护方便、满足工艺需要的仪表设备。

目前，化工液氨储罐的液位测量主要有雷达液位计、磁翻板液位计、双法兰差压液位计和超声波液位计。 由于液氨本身易燃、易爆、有毒，因此液氨储罐液位测量仪表的选型、安装和调试非常重要。 下面对三种液位计的选型应用进行对比分析。

一、液氨储罐常用液位计检测原理

1.1 电缆导波雷达液位检测

以LD51为例，该液位计是一种基于TOR（行程时间）原理的“俯视”测量系统。 测量从参考点到液氨表面的距离。 高频脉冲信号被传送到探头并沿着探头传播。 脉冲信号在液氨表面反射，反射信号被仪器接收并转换成液位信息。 这种测量方法就是TOR法（时域反射法）。 测量参考点与液氨表面之间的距离（D）与脉冲信号的运行时间（t）成正比：D=C·t/2，其中C为光速。 如图1所示。当空标高度（E）已知时，液位（L）计算如下：L=ED。

1.2 磁翻板液位检测

以UHZ侧装磁翻板液位计为例，其设计基于磁原理和浮子定律。 液位计通过法兰与液氨储罐连接。 当被测容器内的液位上升和下降时，翻板液位计腔体内的双色柱状磁性浮子因磁场的影响而上升和下降。 此时，液位计面板上两色圆柱浮子的交界处就是液氨储罐内的实际液位。

1.3 差压变送器液位检测

液氨储罐的液位检测是基于流体静力学原理。 如图2所示。以H2O高度固定的液层为例，如果液面高度不变，则H2O液层的压力不变。 当液位上升时，随着H2O液层与液面之间的距离h增大，该液层的压力也增大。

当差压计一端接液相，另一端接气相时，根据流体静力学原理，有：

P+=hρg+P 气体 (1)

P-=P气 (2)

式中：P+——变送器正压室内的压力； =

h——H2O液相压力口与液面的垂直距离；

ρ——液体介质的密度；

g——重力加速度；

Pgas——储罐内的气体压力。 =

采用差压法检测液位时，将差压变送器的高压室（+）接口连接至HO液位，低压室接口（-）连接至气体空间。水箱顶部。 通过高、低压室膜盒的变形程度和“+”、“-”压力室之间的压力差（即△P=P+-P-）来测量压差。 由式（1）和式（2）可知：

△P=P+-P-=hρg+P 气体-P 气体=hρg (3)

由式（3）可知，差压式液位计感受到的压力差与液位高度h有关，从而消除了气体压力P对检测结果的影响。 这种消除干扰因素影响的功能通常称为补偿效应。

2、液位仪表安装和维护时应注意的问题

2.1 电缆导波雷达液位计

正确的安装可以保证仪器长期可靠、准确的测量。 导波雷达液位计应安装在远离液氨进口的位置，以避免误反射； 传感器不应安装在液氨储罐的中心（否则传感器接收到的虚假回波将会增强），也不应安装在距液氨储罐壁很近的位置。 容器壁与电缆探头、光滑金属壁之间的距离：大于50mm（2”）； 电缆探头末端与容器底部的安装距离大于150mm（6in）； 允许安装的短管直径≤150mm（6in），较大直径的安装短管会降低仪表的近距离测量能力； 当使用悬挂式电缆探头时（探头末端不固定在容器底部），整个测量过程中电缆探头与容器内部装置的距离不小于300mm（12”）。 但只要介质的介电常数（DC）不小于1.8，探头重物与容器底部的偶尔接触不会影响测量。 氨：介电常数(DC(εr))>7。 然而，电缆探头的偏移/零点受安装位置的影响，可能会增加±12mm。 调试期间，可以通过输入校正（“电平校正”参数）来校正附加偏移或零点。

2.2 磁翻板液位计

1）必须按要求安装，以便于观察和维护； 周围不能有导磁材料，否则无法正常工作； 加热温度应根据介质情况确定。

2）液氨储罐液位测量的气液相口连接跨度较大，因此液位计的安装需要中间连接法兰和固定支架。

3）调试仪器时，必须使用磁力校准器先将面板上的双色（一般为红、白）磁柱设置为白色，然后打开气相截止阀，**打开液相截止阀观察液位是否正常。 当液位上升时，磁柱由白色变为红色，当液位下降时，磁柱由红色变为白色。

4）经常清理腔体，防止磁力浮子不能正常工作。

2.3 差压变送器

差压变送器的安装对其高度有一定要求，通常不应高于被测容器液位压力接口的下接口标高。 安装位置应便于维护、便于观察、靠近受压元件。 如果采用双法兰差压变送器测量液位，则变送器的安装位置仅受毛细管长度的限制。 毛细管的弯曲半径应大于50mm，并对毛细管进行保护和绝缘。

如果液氨储罐安装在较高位置，则将差压变送器的“+”压力室接口安装在与容器下法兰中心同一标高处。 这给安装、维护和观察带来不便。 差压变送器应将仪表的安装位置向下移至便于安装、观察和维护的高度。 由于安装标高的变化，△P(=P+-P-)会影响差压仪表的输出值。 此时，如果液面到容器下法兰（即液相压力口）的高度h=0，则△P>0表示有正迁移，需要调整正迁移机构; 当h=0时，△P<0即有负迁移，需要调整负迁移机制。 使差压仪表的指示值为零位指示值或零位指示值对应的标准输出值（4mADC）。

差压液位计应垂直安装，保持“+”、“-”压力室标高一致。

液氨是一种低沸点介质，在常温下很容易汽化。 为了保证输出信号和指示值的稳定性，**采用双法兰差压变送器进行测量。

3、液位仪表使用效果比较

我**200m³液氨球罐配备3851DP双法兰差压液位计（范围：-62.04~20.79KPa）、磁翻板液位计和玻璃板液位计。 磁性翻板液位计由于其腔体不定期维护，磁柱颜色保持不变而无法检测。 另一种双法兰差压液位计运行稳定，但测量值与玻璃板液位计不同。 错误。 2014年4月仪器人员采样对比记录数据如表1所示。由于老式玻璃板液位计没有详细的刻度，所以数据是粗略的直观值。

另外，2012年新建20万吨/年合成氨系统2000m3液氨球罐安装了LD51电缆式导波雷达液位计（位置号：LT1201A）和磁翻板液位计，信号均引入DCS显示。 在初次安装调试过程中，发现雷达液位计和磁翻板液位计显示不一致。 经检查发现导波雷达液位计采样管原来高度不正确。 重新调整和设置相关参数后，进行测量。 显示一致。 长期稳定运行，为过程控制提供准确数据，满足工艺要求，有效保护设备和人身安全。 2014年4月仪器人员采样对比记录数据如表2所示。

运行一年多来，电缆式导波雷达液位计与磁翻板液位计测量完全一致，性能稳定，无故障。 是一种理想的液氨储罐液位测量仪表。 仪表输出隔离的4~20mA直流电流信号送至中央控制室供DCS显示。

通过以上案例分析，几种液位检测仪器在液氨储罐上有不同的应用效果。 其性能指标总结如下，供设计选型和仪器维护人员参考。

四、液位仪表故障分析及处理

在化工生产过程中，仪表检测和控制经常出现测量不准确或无法工作的情况。 下面是我在工作中经常遇到的一些问题及解决办法。 下面和大家讨论交流，帮助仪器维修人员拓展思路，分析判断故障原因。

5 结论

随着测量技术的发展，出现了许多成熟可靠的液位测量仪表，它们以不同的特点在不同条件下的液位测量中发挥着重要作用。 液氨储罐液位测量通常包括外接超声波液位计。 该仪表是完全非接触式测量，可在恶劣环境下使用。 测量稳定可靠、安装方便、维护方便； 其缺点是对介质要求较高。 、罐底长期沉积会对测量产生不利影响。 若不满足条件，应采取措施保证定期清除池底沉积物。 以上仪器用于液氨储罐液位测量各有特点。 技术人员在设计和选择仪表时，应根据具体情况综合考虑质量、价格、维护等，选择安装可靠、运行稳定的仪表。 、测量准确、维护方便的检测仪器为过程操作和控制提供准确的依据。