導波雷達液位計及浮球液位計用于一氟二氯乙烷裝置技改方案介紹

      本文概述：
　　　  HCFC141b是一種高純度的液體，**應用于清洗和溶劑領域。由于其對臭氧層的破壞是CFC113的1/10，因而被指定為全鹵代氟氯碳化合物的一種理想的替代物。一氟二氯乙烷(F-141b)生產裝置的特點是工藝介質腐蝕性強，且易燃易爆。主要有氫氟酸(HF,無水、含水)、偏氯乙烯、F-1411)液體、液氯、鹽酸、氫氧化鈉溶液、四氯化欽和環丁礬等。裝置中的貯槽、計量槽、反應釜、分層器等設備液位的檢測與控制比較重要，須選用滿足其特性的儀表，以實現液位的準確測量及可靠的控制。筆者撰文分析了造成氫氟酸計量槽和光氯化前槽的毛細管遠傳雙法蘭隔膜密封式差壓變送器液位計損壞的主要原因，分別以纜式導波雷達液位計和浮球液位計替代原來液位計〔使用后，取得了良好的效果、本文下面所介介紹的技改方案不僅僅只局限于HCFC141b的生產之中，其他具有腐蝕的化工原料的制備過程也可作相應的參考，本文所提及的導波雷達液位計推薦選用RZRD1000C系列產品，浮球液位計選用RZ-UQZ系列產品。
　　下面分別介紹氫氟酸計量槽與光氯化前槽液位計的改造。
　
一、氫氟酸計量槽液位計存在問題
　　F-1411)裝置中，控制HF與偏氯乙烯(VDC)的質量流量比是比較重要的指標，而HF的流量是通過檢測其計量槽(立式槽)的液位變化而產生的，所以對氫氟酸計量槽液位的控制要求非常高，不僅設計了高低限聯鎖報警而且要求計量準確。因此，該計量槽液位的檢測就顯得尤為關鍵。
　　原設計采用毛細管遠傳雙法蘭隔膜密封式差壓變送器，隔膜材質為蒙乃爾合金，測量精度為士0.075%。實際使用中，HF或純度不高或含水量較高，對接觸該介質的儀表部件產生的腐蝕，比設計工況下要嚴重許多，僅半年的時間，即造成隔膜腐蝕損壞而導致變送器無法正常測量。鑒于此，對該液位計進行重新選型改造。
　　1.2改造方案
　　本著滿足測量精度、可靠，安裝方便、經濟等方面考慮，選用了纜式導波雷達液位計。該種液位計用于對液體、漿料及顆粒料的物位進行接觸式連續測量，適用于溫度、壓力變化大、有惰性氣體或揮發性氣體存在的工況。
　　該液位計采用發射一反射一接收的工作模式，雷達信號即電磁波沿導波桿或纜傳輸，利用TDR(時域反射)原理，當雷達脈沖信號波碰到被測液體表面被反射，由液位計內部的超高速計時電路精確測出發射與反射波之間時間差0t，轉換成距離，從而實現液面或料位的精確測量m
　　結合本裝置的特點，考慮到HF強腐蝕的問題，選用了LevelflexMFMP40纜式雷達液位計。該液位計采用一體化設計，纜繩、探頭及法蘭口接液部分全部襯PTFE，無可動部件，不存在機械磨損，使用壽命長。變送單元具有虛假波的學習功能，參數設置正確后，對檢測到的反射波信號，軟件能自動地標識出液面信號還是虛假回波。
　　1.3實施方法
　　HF計量槽纜式雷達液位計的安裝如圖1所示。


　　容器壁和纜式探頭之間的安裝間距B約容器直徑的1/6，1/4，不可安裝在進料口的上方，也不可安裝在容器頂部正中心位置，否則會產生多重虛假回波，導致液位信號丟失。若不能確保容器壁與探頭之間的安裝間距B,罐壁上所粘附的介質會造成虛假回波，在調試時應該進行虛假回波存儲。
　　在測量界面前提下，按E鍵進人主菜單，連續按E鍵，直至顯示空罐標定(emptycalibr)菜單，在此設置空標的范圍凡再按E鍵顯示滿罐標定(fullcalibr)菜單，在此設置滿標的范圍F(見圖l)[2]。
　　可用HART協議的手操器或裝有VEGAVisualOperating軟件的PC機，遠程或直接接在液位計的通信端進行設定。

二、光氯化前槽液位計存在問題
　　F-1411，裝置中的光氯化前槽是臥式槽((2只)，只要求檢測槽液位即可。原設計采用的也是毛細管遠傳雙法蘭隔膜密封式差壓變送器，隔膜材質是316L(不銹鋼的一種)。使用不到半年，隔膜就腐蝕變形而不能正常工作。槽內液體主要成分是成品F-141b，少量的VDC,HF（氫氟酸）和水。而少量的HF是腐蝕隔膜的主要介質。
　　2.2改造方案
　　結合生產控制要求，考慮到經濟性，選用UQ系列浮球液位計。浮球液位計是應用較早的一種儀表，其特點是結構簡單、價格低廉、維修較為方便。UQ系列浮球液位計由浮球、導杠及變送單元組成，該液位計接液部分材質全部采用PTFE，可以有效地防止HF的腐蝕。
　　2.3實施方法
　　因光氯化前槽沒有多余的法蘭口，不能直接把浮球液位計插人槽內。故制作了圖2左邊所示的外部旁通管。該旁通管通過側面上下的法蘭口與槽連接，材質為碳鋼內襯PTFE，高度依據槽高液位高度而定，內徑要大于液位計的浮球直徑，以確保浮球在其內部上下浮動自如。旁通管一定要垂直安裝，否則很容易造成浮筒內壁卡牢浮球，從而影響測量。



三、改造效果
　　HF計量槽液位計與光氯化前槽液位計經過以上的改造，效果明顯，腐蝕問題得到解決，液位測量數據穩定可靠，為裝置安全穩定生產奠定了基礎。
　　氫氟酸計量槽安裝1臺雙法蘭隔膜密封式差壓變送器的價格是16765元，每半年使用1臺，每年的費用是2*16765元，改造后安裝1臺纜式雷達液位計的價格是22715元，2006年底改造完成至今完好無損，每年的使用費用少于22715*2元;光氯化前槽安裝1臺雙法蘭隔膜密封式差壓變送器的價格是8815元，每年的使用費用大于2*8815元，改造后安裝1臺UQ系列浮球液位計的價格是3547元，2008年初改造完成至今沒有出現過問題，每年的使用費小于3547元。
　　前后的比較可以看出，改造結果既滿足了生產需要又節省了檢修費用。

四、結束語
　　近年來，因介質腐蝕而導致泄露、儀表測量不準確、儀表損壞、停車等一系列問題，更為嚴重者可造成生產責任事故，給使用者造成不可彌補的損失。
　　液位計的選型要考慮經濟性、技術性、可靠性，須充分了解掌握各種液位計的發展動態、性能特點以及測量對象的工況，選用的液位測量系統不僅能滿足生產控制要求，還能達到經濟、實用。

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