[发明专利]一种液位测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对合成气冷却器的液位进行测量的装置。

背景技术

在化工产业中，通过测量合成气冷却器的液位来保护气化炉反应器的升温过程，维持气化炉反应器的正常工作状态，维护气化装置正常运行以及安全。准确测量合成气冷却器的液位对气化炉反应器的安全非常重要。正常运行情况下，合成气冷却器的压力在12.3～13.5MpaG，水温高达327℃～350℃，由于温度和压力是波动的，造成水的密度随之波动，这样，就会造成液位测量的不准确。因此，在此温度压力下如何长期、稳定、准确的测得水的密度，是需要解决的主要问题。

目前大部分的液位测量装置，如调节和保护用的锅炉汽包液位计采用平衡容器测量原理，如图1所示，将汽包1’液位上下管口用连通管2’分别连接到双室平衡容器3’，再在双室平衡容器3’上分别开取上取压口41’、42’、43’和下取压口44’、45’、46’，三个液位变送器51’、52’、53’分别连接到其中的一对上取压口和下取压口，汽包1’的顶部引出一根盲管6’，三个差压变送器71’、72’、73’分别连接到盲管6’，三个液位变送器51’、52’、53’和三个差压变送器71’、72’、73’分别连接到压力补偿运算模块81’、82’、83’；通过设置的差压变送器71’、72’、73’测量出汽包1’顶部饱和蒸汽的压力，即汽包1’内部饱和蒸汽的压力，由此可以换算出该压力下饱和水的密度；饱和蒸汽在双室平衡容器3’中凝结释放热量，对其内的正压补偿管和负压补偿管加热，并且双室平衡容器3’外层加以足够的保护层，减少了热量损失，使双室平衡容器3’的温度接近于汽包1’内水的温度，从而使正压补偿管及负压补偿管内水的密度在任何工况下都近似等于汽包1’内水的密度；又由于正确的选择正压补偿管的高度，在汽包1’水位一定时，使汽包1’内的压力无论如何变化，正压补偿管的压力与负压补偿管的压力变化值均相等，因此双室平衡容器3’输出的差压不变；通过液位变送器51’、52’、53’测量出了差压，以及测出的压力换算出饱和水的密度，即可通过压力补偿运算模块81’、82’、83’测量液位的计算公式换算出汽包1’液位高度；压力补偿运算模块81’、82’、83’得出的数据再通过运算模块9’取平均值后通过联锁动作模块10’去控制气化炉的动作，如液位过低时控制气化炉停车等。

上述这种测量装置存在如下的缺点：1.双室平衡容器内的介质密度只能和汽包内介质密度相近，当双室平衡容器的保温不够理想时，测量误差大；2.双室平衡容器的长度一般在2000mm以下，超过2000mm的双室平衡容器的误差大，重量重，安装困难，基本不使用；3.只能测量介质为饱和水、饱和蒸汽的液位，当介质为非饱和水、非饱和蒸汽时，通过测量压力并不能换算出介质相应的密度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不仅能对测量介质为饱和蒸汽、饱和水的液位测量进行密度补偿，还可以对测量介质为非饱和蒸汽、非饱和水的液位测量进行密度补偿，同时适用于液位测量范围较大的场合的液位测量装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种液位测量装置，包括连接到立式的合成气冷却器的多个液位变送器和差压变送器，其特征在于，每个所述液位变送器的与所述合成气冷却器连接的液位上接口等高，每个所述液位变送器的与所述合成气冷却器连接的液位下接口等高，每个所述液位上接口与每个液位下接口之间均具有第一间距值，每个所述差压变送器的与所述合成气冷却器连接的差压上接口等高，每个所述差压变送器的与所述合成气冷却器连接的差压下接口等高，每个所述差压上接口与每个差压下接口之间均具有第二间距值，所述液位上接口的位置位于所述合成气冷却器内的液面以上，所述液位下接口、差压上接口和差压下接口的位置位于所述合成气冷却器内的液面以下。

连接到所述液位变送器的负压室的导压管的最高点设置有冷凝容器，所述冷凝容器的中心高度和所述液位上接口的中心等高，以保证连接液位变送器内的负压室的导压管可充满液体。

所述液位变送器和所述差压变送器的输出端分别连接到压力补偿运算模块，所述压力补偿运算模块的输出端连接到均值运算模块，所述均值运算模块的输出端连接到根据所述均值运算模块的结果调节所述合成气冷却器的水量的调节模块，由于液位数据对于气化炉的控制较为重要，取均值以减小测量误差的影响，提高控制的精度。