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(內(nèi)蒙通威高純硅有限公司，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

近年來石油化工行業(yè)的安全生產(chǎn)已成為生產(chǎn)過程中的首要任務(wù)，各級安全管理部門對生產(chǎn)過程中的安全保障要求日漸提高，依據(jù)相關(guān)的安全管理規(guī)定對成品儲運罐區(qū)的高低液位檢測及安全聯(lián)鎖保護提出了更高的要求。某公司為保證回收裝置的安全穩(wěn)定運行對緩沖罐的安全儀表系統(tǒng)(SIS)進行升級改造。

該裝置再生氣壓縮機、回收氫氣壓縮機機前的緩沖罐設(shè)置有液位高高聯(lián)鎖停壓縮機運行邏輯，安全完整性等級為SIL2。現(xiàn)場2個儲罐各有1臺液位計，經(jīng)安全柵轉(zhuǎn)換輸出兩路信號，一路信號進DCS，另一路信號進SIS進行高液位聯(lián)鎖，DCS和SIS需要獨立設(shè)置。依據(jù)GB/T 50770—2013《石油化工安全儀表設(shè)計規(guī)范》第5.0.8條規(guī)定：SIS應(yīng)獨立于基本過程控制系統(tǒng)，并應(yīng)獨立完成安全儀表功能的要求。所以，機前2個緩沖罐應(yīng)增加2臺遠傳液位開關(guān)，與原有的遠傳液位計設(shè)置為“2oo3”鎖緊急停壓縮機邏輯，保證各裝置正常穩(wěn)定運行。

1 液位開關(guān)的類型

目前在石油化工中使用的液位開關(guān)較多，主要分為接觸式與非接觸式兩種。接觸式的液位開關(guān)如浮球式液位開關(guān)、電子式液位開關(guān)、音叉液位開關(guān)等，非接觸式的液位開關(guān)如電容式液位開關(guān)、外測式液位開關(guān)等。通過分析各類液位開關(guān)的工作原理及安裝使用要求，同時結(jié)合現(xiàn)場使用要求，選用了ELL-SA超聲波外測液位開關(guān)。

超聲波外測液位開關(guān)工作原理：超聲波外測液位開關(guān)是將測量的發(fā)射探頭及接收探頭吸附在儲罐罐體上，利用“變頻超聲波技術(shù)”根據(jù)超聲波在儲罐壁內(nèi)傳播衰減原理，當(dāng)儲罐內(nèi)的物料達到液位開關(guān)報警位置時，發(fā)射探頭發(fā)出超聲波脈沖并通過物料，超聲波信號被接收探頭接收，通過接收到超聲波信號并判斷能量值的差別，實現(xiàn)儲罐實際液位的測量。該類儀表是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)中的非接觸式儀表。

2 選型要求及安裝調(diào)試注意事項

2.1 選型要求

本次改造是機前2個緩沖罐在原有液位計基礎(chǔ)上的升級改造，需在不停機的前提下完成。對新增液位開關(guān)的選型及安裝要求高，液位開關(guān)使用性能及安裝、調(diào)試需滿足現(xiàn)場使用要求。由于儲罐頂部、底部沒有預(yù)留管口，浮球液位開關(guān)、電纜浮球液位開關(guān)、電容式液位開關(guān)、音叉式液位等接觸式液位開關(guān)均無法安裝使用，同時浮球式液位開關(guān)存在測量精度較差，電容式液位開關(guān)存在校準(zhǔn)困難等問題。非接觸超聲波液位開關(guān)即外置式超聲波液位開關(guān)的測量原理及安裝方式滿足現(xiàn)場使用要求，但超聲波液位開關(guān)及外置式超聲波液位開關(guān)受介質(zhì)和環(huán)境影響，校準(zhǔn)困難、可靠性低不適于本次改造使用。ELL-SA型超聲波外測液位開關(guān)是非接觸式液位開關(guān)，具有抗腐蝕、抗干擾、可靠性高等特點。該型液位開關(guān)使用強磁吸合在儲罐壁上，可在壓縮機不停機，機前緩沖罐不排料、不置換、不開口的前提下安裝調(diào)試，安裝簡單。防爆、防護等級滿足現(xiàn)場使用要求，同時具有變頻超聲波技術(shù)、測量準(zhǔn)確、自動校準(zhǔn)、穩(wěn)定性好滿足現(xiàn)場安裝施工改造。

2.2 安裝調(diào)試注意事項

該型液位開關(guān)安裝時，根據(jù)現(xiàn)場實際需要的報警液位高度進行探頭的安裝如圖1所示。

該型液位開關(guān)安裝時需注意以下事項：

1)確定安裝位置后將罐壁進行除漆、打磨，保證打磨面積大于探頭接觸面積且表面光滑，保證接觸部分無油漆或其他雜質(zhì)。

2)發(fā)射探頭和接收探頭安裝高度在同一水平面上，對于臥式儲罐、立式儲罐探頭安裝間距范圍為980～1 020 mm，球罐探頭安裝間距范圍為1 480～1 520 mm。

3)安裝好發(fā)射探頭和接受探頭后檢查當(dāng)前液位高度，需要確定有液標(biāo)定還是無液標(biāo)定。

4)液位開關(guān)安裝、標(biāo)定、調(diào)試完成后，需核對調(diào)試結(jié)果：罐壁厚度設(shè)置—標(biāo)定狀態(tài)(有液、無液)—檢查通信參數(shù)—探頭間距設(shè)定—檢查檢測信號—儀表輸出回路測試。

圖1 液位開關(guān)安裝示意

3 性能特點及優(yōu)點

3.1 性能特性

該型液位開關(guān)具有智能運算功能及智能自檢功能，可對復(fù)雜工況進行運算標(biāo)定和判斷區(qū)分故障及報警信號并輸出，通過查閱故障代碼及觀察能量信號強度判斷液位開關(guān)的運行情況，做出相應(yīng)的維護保養(yǎng)工作，保證儀表在線使用的穩(wěn)定性。

3.2 優(yōu)點

1)該型液位開關(guān)是非接觸式液位開關(guān)，可在不影響生產(chǎn)情況下進行在線安裝、標(biāo)定、調(diào)試。安裝過程中不需要清罐、不需要動火，安裝簡單便捷。

2)非接觸儀表不受介質(zhì)的黏度、溫度、壓力等變化產(chǎn)生的影響。

3)測量探頭吸附在罐壁上進行測量檢測，無泄漏隱患、安全系數(shù)高。

4)利用變頻超聲波技術(shù)，測量過程無機械傳動部件，無磨損、無腐蝕使用壽命長。

5)該型液位開關(guān)具有抗干擾及抗震能力，運行過程中日常維護量小，可在線維護保養(yǎng)工作量小、工作安全有保障。

4 結(jié)束語

根據(jù)安全生產(chǎn)需要結(jié)合該裝置實際情況，在再生氣壓縮機、回收氫氣壓縮機機前緩沖罐原有液位計的基礎(chǔ)上，增加ELL-SA超聲波外測液位開關(guān)，與原有的液位計實現(xiàn)“2oo3”聯(lián)鎖緊急停機邏輯，確保了壓縮機機組的安全長周期運行，從而使該裝置的安全性及穩(wěn)定性有了明顯的提高。