在石油化工生產(chǎn)裝置中，使用導(dǎo)壓管取壓安裝的儀表主要是壓力、差壓(流量)等，本文以壓力為例介紹低溫液體介質(zhì)測量安裝的方法。為了正確測定工藝過程中的壓力參數(shù)，必須根據(jù)使用條件和要求，嚴(yán)格地選用壓力測量儀表和正確的安裝方法。

　　壓力測量儀表的安裝方法，需要根據(jù)被測對象的特性來選擇。今天威卡壓力變送器小編針對低溫液體乙烯的壓力測量儀表的安裝方法進(jìn)行了分析闡述，提出了一種適用于低溫液體乙烯壓力測量的方法。

　　1壓力變送器測量原理

　　壓力變送器是一種將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的設(shè)備，包括:測壓元件傳感器、過程連接部件和測量電路三部分組成。主要是通過測壓元件傳感器檢測氣體、液體等流體的物理壓力參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4～20 mA電信號(hào)，用于指示、報(bào)警、記錄及控制調(diào)節(jié)等。

　　壓力變送器除了測量壓力外，還可以用于測量介質(zhì)的壓力差，包括差壓變送器、差壓式流量變送器、差壓式液位變送器等。

　　2壓力變送器安裝

　　為了能夠準(zhǔn)確測量壓力參數(shù)，壓力變送器的安裝還需要從取壓口的選擇、導(dǎo)壓管的安裝和壓力變送器的位置等方面進(jìn)行考慮和選擇。

　　2．1取壓口的選擇

　　取壓口，就是指在被測對象上引取壓力信號(hào)的開口。在選擇取壓口的時(shí)候，需要從以下幾個(gè)原則考慮:

　　1)取壓口的位置應(yīng)該能反映被測壓力的真實(shí)情況，因此取壓口要選在被測介質(zhì)直線流動(dòng)的管段上，盡量避開管道拐彎、死角、分岔及流束形成渦流的地方。

　　2)當(dāng)測量氣體壓力時(shí)，取壓口應(yīng)選在管道橫截面的上半部。

　　3)當(dāng)測量液體壓力時(shí)，取壓口應(yīng)選擇管道橫截面的下半部，并且在管道水平中心線下45°的范圍內(nèi)。

　　4)當(dāng)蒸汽壓力時(shí)，取壓口應(yīng)選在管道橫截面上、下部，并且與管道水平中心線成45°的范圍內(nèi)。

　　2．2導(dǎo)壓管的安裝

　　在壓力測量中，導(dǎo)壓管是連接取壓口到壓力變送器的重要部件，也是傳輸壓力信號(hào)的主要設(shè)備，因此導(dǎo)壓管的連接方式、施工方法是否正確，決定了相關(guān)工藝參數(shù)測量是否準(zhǔn)確。在導(dǎo)壓管安裝時(shí)，需要從以下幾個(gè)原則考慮:

　　1)導(dǎo)壓管及附件的材料，應(yīng)能夠適應(yīng)被測介質(zhì)的性質(zhì)，即耐高溫、低溫、耐壓和耐腐蝕的性質(zhì)。

　　2)在取壓口附近的導(dǎo)壓管，應(yīng)與取壓口垂直，管口應(yīng)與管壁平齊，并不能有毛刺。

　　3)導(dǎo)壓管的粗細(xì)、長短應(yīng)選用恰當(dāng)，防止測量時(shí)產(chǎn)生較大的滯后，一般內(nèi)徑為6～10 mm，長度在滿足測量要求的前提下，敷設(shè)路徑要盡量短，且不易大于15 m。

　　4)導(dǎo)壓管的水平段應(yīng)保持一定的坡度，并且這個(gè)坡度一般稍大于動(dòng)力管道坡度，根據(jù)不同介質(zhì)可以按照1∶10－1∶100的坡度進(jìn)行敷設(shè)。導(dǎo)壓管傾斜的方向必須保證產(chǎn)生的氣體、液體能夠順利排出。當(dāng)不能滿足要求時(shí)，需要在管路集氣處安裝排氣裝置，集液處安裝排液裝置。

　　5)當(dāng)被測介質(zhì)易凍、易結(jié)晶、易氣化、易凝結(jié)時(shí)，或者環(huán)境溫度較高、較低時(shí)，應(yīng)考慮伴熱或者隔熱措施。

　　2．3壓力變送器的位置

　　壓力變送器的安裝位置，應(yīng)充分考慮被測介質(zhì)的特性，一般情況下:

　　1)當(dāng)測量氣體壓力時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇變送器高于取壓點(diǎn)的安裝方案，這樣可以使導(dǎo)壓管內(nèi)的冷凝液回流至工藝管道，否則需要設(shè)置分離器，及時(shí)排出導(dǎo)壓管內(nèi)產(chǎn)生的凝液。

　　2)當(dāng)測量液體壓力時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇變送器低于取壓點(diǎn)的安裝方案，這樣可以保證導(dǎo)壓管內(nèi)不易集氣體，否則需要在導(dǎo)壓管的非常高處增加排氣閥，或者設(shè)置集氣器。

　　3)當(dāng)測蒸汽時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇變送器低于取壓點(diǎn)的安裝方案，這樣可以保證導(dǎo)壓管內(nèi)不易集氣體，另外還需要在導(dǎo)壓管非常高處增加冷凝管，以避免蒸汽高溫對壓力變送器膜片造成的損害。

　　3低溫液體測壓力

　　在石油化工裝置中，存在大量測量低溫液體壓力、流量的場合，在測低溫流量時(shí)使用節(jié)流裝置，本質(zhì)也是測量液體壓力。

　　在某石化裝置中，存在測量低溫液體乙烯壓力或者差壓式流量的工況。乙烯臨界溫度較低，僅為9．2℃，低于臨界溫度較低測量，壓力變送器低于取壓點(diǎn)的方式測量，導(dǎo)壓管內(nèi)充滿液體，把液體部分產(chǎn)生的壓力遷移，符合安裝要求。當(dāng)環(huán)境溫度大于9．2℃時(shí)，導(dǎo)壓管內(nèi)的液態(tài)乙烯氣化，在導(dǎo)壓管內(nèi)形成氣相空間，由于變送器位置低于取壓點(diǎn)，氣化后的介質(zhì)流回工藝管道，由于環(huán)境溫度不是固定溫度，導(dǎo)致測量介質(zhì)壓力誤差過大，甚至無法測得有效的測量值。

　　3．1測量方案調(diào)整

　　針對低溫液體乙烯的壓力測量，采取將液體乙烯氣化后，使導(dǎo)壓管內(nèi)液體的位置相對固定，氣相的壓力近似介質(zhì)的壓力，通過測量氣體乙烯的壓力實(shí)現(xiàn)測量液體乙烯的壓力。

　　其實(shí)現(xiàn)方法為:延長導(dǎo)壓管水平段長度，讓液體乙烯充分

　　吸收環(huán)境的熱量(當(dāng)環(huán)境溫度低于臨界溫度時(shí)，采用蒸汽伴熱

　　或者電伴熱方式提供熱量)，然后氣化，低溫液體乙烯充分氣化

　　后，使導(dǎo)壓管內(nèi)充滿氣相介質(zhì)。由于導(dǎo)壓管是聯(lián)通不間斷的，

　　介質(zhì)的氣相壓力和導(dǎo)壓管內(nèi)的壓力幾乎相等，這樣就實(shí)現(xiàn)了通

　　過測量介質(zhì)的氣相壓力來實(shí)現(xiàn)測量管線內(nèi)介質(zhì)壓力的目的。

　　要實(shí)現(xiàn)這種測壓方案，關(guān)鍵是要控制好介質(zhì)氣化后形成的氣液兩相的界面位置，盡量避免導(dǎo)壓管內(nèi)液柱的高度變化對測量準(zhǔn)確性造成的影響。

　　因此針對這種方案，在取壓口選擇、導(dǎo)壓管安裝和變送器位置的選擇上都要做一定的修改。

　　3．2方案分析

　　為了對方案可行性進(jìn)行分析，現(xiàn)假設(shè)條件如下:

　　1)介質(zhì)保冷，至導(dǎo)壓管水平段。

　　2)取壓點(diǎn)到導(dǎo)壓管水平段都為液態(tài)。

　　3)介質(zhì)在導(dǎo)壓管水平段完全氣化。

　　4)導(dǎo)壓管水平段到變送器的垂直管內(nèi)為氣態(tài)。

　　設(shè)取壓點(diǎn)到導(dǎo)壓管水平段距離為:L;取壓點(diǎn)與管道水平中心線夾角為:θ;液態(tài)乙烯密度:ρ1;工藝管道內(nèi)介質(zhì)壓力為P0，變送器測得壓力為P1，則

　　(1)當(dāng)取壓口在管道水平中心線上方時(shí)，變送器實(shí)際測量壓力應(yīng)為:P1=P0－ρ1*g*L*sinθ。

　　(2)當(dāng)取壓點(diǎn)在管道水平中心線下方時(shí)，

　　變送器實(shí)際測量壓力應(yīng)為:P1=P0+ρ1*g*L*sinθ。

　　為了保證變送器測得壓力與工藝管道內(nèi)介質(zhì)壓力相同，即P1=P0，那么需要使θ盡可能的小，理想狀態(tài)時(shí)θ為0°，即取壓口方向與管道中心水平線方向一致。

　　但是當(dāng)θ為0°時(shí)，會(huì)使得在取壓口附近存在氣液兩相的情況，為了保證能夠?qū)饣蟮臍怏w封存在導(dǎo)壓管內(nèi)，同時(shí)又避免導(dǎo)壓管內(nèi)液柱變化太大，影響其測量準(zhǔn)確性，所以取θ為5～10°。

　　3．3安裝方案調(diào)整

　　3．3．1取壓口的選擇

　　取壓口方向與管道水平中心線方向的夾角為5°～10°，把氣化后的氣體封住在導(dǎo)壓管里，又盡量避免導(dǎo)壓管里的液柱變化太大，影響測量準(zhǔn)確性。

　　3．3．2導(dǎo)壓管的安裝

　　為了滿足方案的假設(shè)條件，需要對導(dǎo)壓管進(jìn)行特殊處理。

　　(1)從取壓點(diǎn)至導(dǎo)壓管水平段，已經(jīng)導(dǎo)壓管水平段300 mm處，需要作保冷處理，使介質(zhì)處于液體狀態(tài)。

　　(2)導(dǎo)壓管水平段距離要足夠長，至少2000 mm，保證介質(zhì)在該處能夠完全氣化，并有一定的氣相空間，避免導(dǎo)壓管垂直段存在液相的情況。

　　(3)考慮到項(xiàng)目所在地冬天氣溫較低，低于乙烯的臨界溫度，因此在導(dǎo)壓管水平段至壓力變送器之間要進(jìn)行伴熱處理，使這段距離內(nèi)的介質(zhì)處于氣相狀態(tài)。

　　3．3．3壓力變送器的安裝

　　測量低溫乙烯壓力其實(shí)是測量氣化后的氣體壓力，變送器的位置應(yīng)高于引壓閥。這樣避免液相流向壓力變送器，保證壓力變送器不要損壞。

　　4小結(jié)

　　本文通過分析測量壓力參數(shù)時(shí)的影響因素，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，給出了一種測量低溫液體壓力儀表的安裝方法，利用該方法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測壓方式的不足，同時(shí)也很好的解決了實(shí)際生產(chǎn)需要問題。