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作者簡介：柳北劍（1987—）江蘇徐州人，從事化工行業(yè)12年，曾多次參與建廠及原始開車，實戰(zhàn)經(jīng)驗較為豐富，目前就職于江蘇威名石化，任工程師職位。

聯(lián)系方式：

油水界面下的應(yīng)用

在化工生產(chǎn)過程中，有許多介質(zhì)精餾之后是帶少量水的。生產(chǎn)想要的成品是油，而不是水，在這種工況下就需要對油水混合物進行分水作業(yè)。分水的原理是根據(jù)油和水的密度不同，一般情況下水在下層，油在上層。既然要分水，我們就需要知道水的液位。

所以在測量儀器的選擇上，可以選擇外浮筒液位計，也可以選擇差壓式液位計，兩者各有其優(yōu)缺點，本節(jié)對差壓式液位計測量油水界面進行解析。

假設(shè)測量H距離為1.2m，油的密度為0.7，水的密度為1.0，高低壓側(cè)導壓管灌滿水做密封液，求差壓變送器的量程。

解：

水位最低液位時差壓：P=（ρ油×g×H）-（ρ水×g×H）

=（0.7×9.8×1.2）-（1.0×9.8×1.2）=-3.528Kpa

水位最高時差壓：P=（ρ水×g×H）-（ρ水×g×H）

=（1.0×9.8×1.2）-（1.0×9.8×1.2）=0Kpa

變送器的量程為：-3.528Kpa至0 Kpa

量程速算：（ρ水-ρ油）×g×H=3.528Kpa

注意：此種算法僅用于油水分層較為明顯的工況。如果油水混溶形成乳化質(zhì)則不可取。

汽水界面下的應(yīng)用

概述：

差壓式液位計是目前電廠鍋爐汽包、天然氣制氫重組爐汽包、除氧器等容水設(shè)備中用的最普遍的一種測量液位的儀表，因受安裝方式、汽、水密度變化等許多因素的影響，容易引起較大的測量誤差。很多職場小白卻弄不清楚誤差到底是怎么產(chǎn)生的，本章著重介紹它的原理及誤差產(chǎn)生原因。

如圖：

單室平衡容器和雙室平衡容器的輸出差壓都為：ΔP= P+ -P-

常溫常壓工況：ρ1為脫鹽水的密度1.0，ρ2為蒸汽密度0，ρ3為隔離液密度1.0，H為汽包總高度1m，H1為脫鹽水液位0.25m，H2為液面至汽包頂部高度0.5m，H3為平衡容器氣相高度0.1m，L為差壓液位計量程0.5m，求差壓值ΔP。

解：根據(jù)公式P=ρgH，

高壓側(cè)壓力為：P+ =1.0×9.8×0.5=4.9Kpa

低壓側(cè)壓力為：P- =1.0×9.8×0.25=2.45Kpa

差壓值為：ΔP=4.9-2.45=2.45Kpa

高溫高壓工況：經(jīng)查密度表，當溫度為250℃，壓力為4.0Mpa，ρ1為脫鹽水的密度0.799，ρ2為蒸汽密度0.02，隔離罐內(nèi)氣體密度約為0.02，ρ3為隔離液密度約為1.0，H為汽包總高度1m，H1為脫鹽水液位0.25m，H2為液面至汽包頂部高0.5m，H3為平衡容器氣相高度0.1m，L為差壓液位計量程0.5m，求差壓值ΔP。

解：根據(jù)公式P=ρgH，

高壓側(cè)為：P+ =（ρ3×g×L）+（ρ2 g×H3）=（1.0×9.8×0.5）+（0.02×9.8×0.1）

P+=4.920Kpa

低壓側(cè)為：P- ≈（ρ1×g×H1）+（ρ2 g×H2）≈（0.799×9.8×0.25）+（0.02×9.8×0.5）#p#分頁標題#e#

P- ≈2.056Kpa

差壓值為：ΔP=4.92-2.056=2.864Kpa

結(jié)論：兩種不同工況測量值誤差為ΔP高-ΔP常=2.864-2.45=0.414Kpa，以上所推導的公式是以量程0-0.5m，實際液位為0.25m來計算的，如果量程范圍變大或者實際液位上升，誤差也會相應(yīng)增大。

通過以上計算公式可以看出，在兩種不同工況下水的密度及蒸汽的密度都不相同，用常溫常壓或高溫高壓狀態(tài)下的密度去進行差壓換算并輸入變送器都是不嚴謹?shù)?。面對這種情況，必須對汽包液位進行溫壓補償才能對液位修正。在實際工作當中，液位的修正公式可以請設(shè)計院提供。

汽水界面與其他液體測量的區(qū)別：測量汽水界面液位需要計算蒸汽的密度及水的密度，因為水的密度隨著溫度升高而降低，蒸汽的密度隨著壓力的增大而增加。測量其他常溫常壓介質(zhì)無需考慮介質(zhì)密度的變化。

容易混淆的點：因為隔離罐與汽包是連通的，H側(cè)與L側(cè)它們所承受的汽壓是一樣的。常溫常壓狀態(tài)下不必考慮汽相的密度，但溫度及壓力升高后就必須考慮它的密度變化了。