聚丙烯粉料储罐连续测量料位计的选型与使用

　　0　前　言

　　中原乙烯聚丙烯装置的粉料储罐D802(以下简称D802)料位的连续测量原来使用的是射频式料位仪表,由于其本身适用性方面的原因,受储罐内聚丙烯粉料的粘度、湿度、温度等参数的影响比较大,自从1996年装置开车以来,该料位计经常产生指示不准和误指示,曾经发生D802罐顶冒料和因罐拉空导致挤压机停车的情况,大大降低了工艺操作安全系数。为了解决这个问题,我们多次对该料位计进行了技术攻关,但效果都不太理想。后通过对国内同类装置进行调研和了解,发现这种类型的料位计的使用效果都不好。因此,我们下决心对该料位计进行换型改造,本文就是对我们在改造过程中所经历的经验与教训所做的总结,以供国内同行参考。

　　1　仪表工作环境和原料位仪表的使用情况

　　1.1　仪表工作环境和安装情况

　　D802为铝合金焊接罐体,主体为一直径为5米,高16.950米的圆柱体,罐顶为一与罐体水平截面呈向上15度角的圆锥面,罐底为一等角60度圆锥体。罐内的操作温度为80℃,操作压力为3~8kPa,正常料位应在15%到85%之间波动。

　　原射频式料位仪表的测量探头有效长度为17.680米,从上锥面由上而下直贯至下锥面,并在罐内有三个突出长度约为225mm,直径为30mm的水平绝缘支撑。正常情况下,探头把检测到的物位信号转换成频率信号传送到主控室,在辅助仪表柜内经安全栅后由转换器将其转换成标准的4~20mA电流输出至DCS进行显示。

　　1.2　射频式料位计的工作原理

　　本装置所使用的射频式料位计实际上就是一种电容式料位计,其基本工作原理可用平板电容器来加以说明。如图1所示,料位计的探头作为电容器的一块极板,而容器壁作为另一块极板,并且被测物料聚丙烯粉末是绝缘的,根据平板电容器的工作原理,其电容量(单位F)为:

式中:ε———极板间介质的介电常数(F/m);

　　ε0———真空介电常数,ε0=8.85×10-12(F/m);

　　εr———极板间介质的相对介电常数;εr=ε/ε0;

　　S———极板间相互覆盖的面积(m2);

　　δ———两极板之间的距离(m)。

　　由上式可知,其电容是ε、S、δ三者的函数,即C=f(ε、S、δ)。由于S、δ是常数,而被测物料与被它排开的气体(本例中罐中气体为氮气)有不同的介电常数,因此探头与容器之间的电容量只与物位有关,因此只要测得罐体与探头之间的电容量,就可以得到介质料位。

　　1.3　原射频料位计的使用情况