一種基於熱補償的低溫液體液位穩定裝置製造方法
2023-11-11 17:10:37 1
一種基於熱補償的低溫液體液位穩定裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於熱補償的低溫液體液位穩定裝置，包括依次連接的輔助加熱氣源、針型截止閥、精密減壓閥和轉子流量計，所述轉子流量計與低溫液位計正壓測儀表管路相連，所述低溫液位計正壓測儀表管路與差壓變送器的正壓端連接，所述針型截止閥、精密減壓閥、轉子流量計和差壓變送器分別與DCS控制系統相連。本實用新型可以消除液位計測量值的突跳現象，能使處理前後液空液面的波動值降低16倍，主冷液位的波動降低到了原先的四分之一左右；另外，通過DCS控制系統針對不同的液位和閥位採用變PID控制模式調整閥門開度，同時，將有偏差的測量數據在DCS控制系統內進行修正，可以保證主冷液面在整個空分工藝中偏差在±50以內。
【專利說明】一種基於熱補償的低溫液體液位穩定裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種液位穩定裝置，具體涉及一種基於熱補償的低溫液體液位穩定裝置。
【背景技術】
[0002]在低溫液體液位測量和控制過程中，經常會遇到低溫液體液位劇烈波動、工況無法穩定的情況。通常的做法是將正壓側取樣管路切換到備用支路，然後將原管路通過吹除的方法進行處理後備用；還有一種做法是用乾燥的空氣氣源進行反吹後投入使用。這些方法一般能臨時解決一段時間的液位穩定問題，但時間稍長，液位波動的問題又會重新出現。
[0003]低溫液體液位計在空分工藝的控制中有著舉足輕重的地位，它是空分工藝穩定的標誌。沒有液位的穩定，空分工藝的穩定就無從談起。比如液空液位計就對主冷液面和氬餾分的穩定至關重要。主冷液面不穩定，勢必影響吸入空氣量，進而影響蒸發量的穩定，從而對帶氬系統的穩定起到了幹擾作用，而氬系統的不穩定反過來又會影響主塔的工作狀態。同樣，粗氬II系統的粗氬液面不穩定，同樣會對粗氬I的氧、氬粗分離帶來不利影響，從而對餾分的穩定造成波動，進而影響主塔的工作狀態，使氧、氮、氬的提取率降低。
[0004]我公司於2005年投產的杭氧股份有限公司生產的20000Nm3/h等級制氧機組，該機組是採用分子篩流程、膨脹空氣進下塔的全低壓無氫制氬工藝。自投產開始至今，下塔液空液位波動非常大，以600 mm為控制目標液位，其標準偏差78.6 (最高液位可以達到900mm，最低液位可以達到300 mm),導致主冷液位也波動非常劇烈，以3000 mm控制目標液位，其標準偏差157.8 (最高液位3400 mm，最低液位2600 mm)，期間還必須加上調節閥閥位限制功能，否則波動更大。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是為了解決現有技術中低溫液體液位波動較大的技術問題，提供一種運行可靠的基於熱補償的低溫液體液位穩定裝置。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型採用以下技術方案:一種基於熱補償的低溫液體液位穩定裝置，包括依次連接的輔助加熱氣源、針型截止閥、精密減壓閥和轉子流量計，所述轉子流量計與低溫液位計正壓測儀表管路相連，所述低溫液位計正壓測儀表管路與差壓變送器的正壓端連接，所述針型截止閥、精密減壓閥、轉子流量計和差壓變送器分別與DCS控制系統相連。
[0007]進一步地,所述輔助加熱氣源為空氣、氧氣、氮氣或氬氣。
[0008]本實用新型相對現有技術具有以下有益效果:本實用新型主要通過依次連接的輔助加熱氣源、針型截止閥、精密減壓閥和轉子流量計組成基於熱補償的低溫液體液位穩定裝置，可以消除液位計測量值的突跳現象，能使處理前後液空液面的波動值降低16倍，主冷液位的波動降低到了原先的四分之一左右，為生產工藝提供真實準確的信號用於控制，保證了空分系統控制穩定性要求，各種餾分變得更容易控制，空分工藝參數趨於更穩定，產品質量和產量都能得到的提升。另外，通過DCS控制系統針對不同的液位和閥位採用變PID控制模式調整閥門開度，同時，將有偏差的測量數據在DCS控制系統內進行修正，可以保證主冷液面在整個空分工藝中偏差在±50以內，為空分穩定操作運行提供了良好的基礎。本實用新型運行可靠，具有很好的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0010]圖2為本實用新型應用於制氧機組下塔液位測量時的結構示意圖。
[0011]附圖標記含義如下:1、輔助加熱氣源；2、針型截止閥；3、精密減壓閥；4、轉子流量計；5、低溫液位計正壓測儀表管路；6、差壓變送器；7、DCS控制系統；8、低溫液位計加熱塊。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0013]如圖1所示，一種基於熱補償的低溫液體液位穩定裝置，包括依次連接的輔助加熱氣源1、針型截止閥2、精密減壓閥3和轉子流量計4，轉子流量計4與低溫液位計正壓測儀表管路5相連，低溫液位計正壓測儀表管路5與差壓變送器6的正壓端連接，針型截止閥2、精密減壓閥3、轉子流量計4和差壓變送器6分別與DCS控制系統7相連，輔助加熱氣源I為完全乾燥且滿足工藝純度要求的空氣、氧氣、氮氣或氬氣。輔助加熱氣源I需滿足水分壓力露點溫度< _80°C ;氣體組分濃度與被測量低溫液體組分相近的原則，濃度差不超過10% ;壓力必須高於被測量低溫液體組分Ibar以上；壓力與被測量管路的壓力偏差不超過量程範圍的5% ;轉子流量計4控制輔助加熱氣源I的流量在I毫升/分鐘以內。
[0014]如圖2所示，本實用新型的基於熱補償的低溫液體液位穩定裝置應用於制氧機組下塔液位測量時，將輔助加熱氣源I通過針型截止閥2導入至精密減壓閥3內，調節壓力略高於低溫液位計正壓測，然後，在轉子流量計4的控制下，以穩定的流量通入至低溫液位計正壓測儀表管路5，在低溫液體與氣體的分界面上形成穩定平衡的界面，局部改善空分塔內低溫液位計加熱塊8的溫度場，使低溫液體汽化變的可以控制並防止壓力突跳，然後將該調製後壓力信號送至差壓變送器6，將壓力信號轉換為電信號導入DCS控制系統7，最後，將有偏差的測量數據在DCS控制系統7內進行修正，這樣就可以使低溫液體液位計準確真實的反映空分塔內液體的液位及變化情況，消除由於取壓系統局部熱不平衡導致的液位計測量系統受到嚴重幹擾和無法穩定控制空分系統物料平衡的不利影響，提高空分系統低溫液體液位計的測量精度，降低幹擾因素帶來的影響。
【權利要求】
1.一種基於熱補償的低溫液體液位穩定裝置，其特徵在於:包括依次連接的輔助加熱氣源(I)、針型截止閥(2)、精密減壓閥(3)和轉子流量計(4)，所述轉子流量計(4)與低溫液位計正壓測儀表管路(5)相連，所述低溫液位計正壓測儀表管路(5)與差壓變送器(6)的正壓端連接，所述針型截止閥(2)、精密減壓閥(3)、轉子流量計(4)和差壓變送器(6)分別與DCS控制系統(7)相連。
2.根據權利要求1所述的一種基於熱補償的低溫液體液位穩定裝置，其特徵在於:所述輔助加熱氣源(I)為空氣、氧氣、氮氣或氬氣。
【文檔編號】G05D9/12GK203930522SQ201420311759
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】劉道科 申請人:金川集團股份有限公司