Разрыв в измерении уровня
Во многих малых и средних технологических резервуарах отсутствуют специальные приборы для измерения уровня. Операторы определяют уровень жидкости визуально,-заглянув в резервуар, наблюдая за смотровым стеклом или по звуку циркуляционного насоса. Эти методы подходят для ручного управления, но не обеспечивают автоматическую защиту низкого-уровня теплообменника. Падение уровня жидкости, в результате которого трубки нагревателя подвергаются воздействию воздуха во время прохождения пара, может повредить теплообменник и создать угрозу безопасности.
Для установки отдельного прибора для измерения уровня требуется проникновение в резервуар, монтажный кронштейн, проводка или трубки, а также интеграция с системой управления. Для существующих резервуаров добавление проходки может оказаться невозможным-материал резервуара может не допускать сварки, или место проходки может быть недоступно.
Эту проблему решает тефлоновый теплообменник со встроенными-трубками для определения уровня. Трубки из ПТФЭ малого-диаметра, встроенные в опорную раму теплообменника, служат в качестве пневматических барботажных трубок или датчиков проводимости. Они обеспечивают измерение уровня при одной или нескольких контрольных точках, не требуя каких-либо дополнительных модификаций резервуара.
Конструкция пневматического барботера
Система определения уровня использует принцип пневматического барботера. Трубка из ПТФЭ небольшого-диаметра (внутренний диаметр 4-6 мм) проходит вертикально вдоль опорной рамы теплообменника. Открытый конец трубки располагается в точке срабатывания сигнализации низкого-уровня, обычно на 50–75 мм выше верха самых верхних нагревательных трубок. Другой конец трубки выходит из резервуара через коллектор теплообменника или отверстие в опорной раме и соединяется с небольшим ротаметром продувки воздухом и датчиком давления или манометром.
Через трубку барботируется постоянный слабый поток сжатого воздуха (0,5-2,0 л/мин). Когда выпускное отверстие трубки погружено в воду, противодавление равно напору жидкости над выпускным отверстием. Когда уровень жидкости падает ниже выпускного отверстия трубки, противодавление падает почти до нуля. Датчик давления обнаруживает падение давления и подает сигнал тревоги о низком-уровне. Сигнал может быть использован для отключения подачи пара в теплообменник, обеспечивая автоматическую защиту от сухого пожара.
Несколько барботерных трубок на разных высотах обеспечивают многоточечное обнаружение уровня-уровня-низкой сигнализации, срабатывание низкого-низкого уровня и, при желании, сигнализацию высокого уровня. Все трубки интегрированы в теплообменник и выходят через общее отверстие.
| Параметр определения уровня | Спецификация |
|---|---|
| Материал барботажной трубки | ПТФЭ (тот же, что и трубки теплообменника) |
| Идентификатор барботажной трубки | 4-6 мм |
| Количество точек обнаружения | 1-4 (зависит от приложения) |
| Принцип обнаружения | Пневматическое противодавление |
| Скорость потока продувки воздуха | 0,5-2,0 л/мин на пробирку |
| Диапазон датчика давления | 0–500 мм H₂O (типичное) |
| Уставки сигнализации/отключения | Низкая сигнализация на высоте 75 мм над трубами; низкое-низкое срабатывание на высоте 25 мм над трубами |
| Интеграция с системой управления | 4-20 мА от датчика давления; релейный выход для отключения пара |
| Требуются дополнительные проходы в резервуар | Нет (трубы выходят через коллектор теплообменника) |
Альтернативная конструкция зонда проводимости
Для резервуаров с электропроводящими растворами в альтернативной конструкции вместо пневматических барботеров используются датчики проводимости с капсулой из ПТФЭ-. Два небольших электрода (из титана или нержавеющей стали) монтируются в корпусе из ПТФЭ в нужной точке обнаружения. Когда электроды погружены в проводящую технологическую жидкость, между ними течет небольшой ток. Когда уровень жидкости опускается ниже электродов, цепь размыкается. Изменение проводимости запускает сигнал уровня.
Конструкция датчика проводимости проще-не требует подачи сжатого воздуха-и предпочтительна для применений, где сжатый воздух недоступен или где нежелательно попадание пузырьков воздуха в процесс. Корпус зонда интегрирован в опорную раму теплообменника так же, как и барботарные трубки.
Безопасность и эксплуатационные преимущества
Встроенное-определение уровня обеспечивает автоматическую защиту от сухого-пожара для теплообменника из ПТФЭ. Если уровень жидкости падает из-за того, что сливной клапан остался открытым, протечки в резервуаре или ошибки оператора во время наполнения резервуара, система определения уровня перекрывает подачу пара до того, как обнажятся нагревательные трубки. Это защищает теплообменник и предотвращает потенциальную угрозу безопасности, связанную с утечкой перегретого пара в пустой или частично заполненный резервуар.
Обнаружение уровня также поддерживает автоматическое заполнение резервуаров и пакетную обработку. Точка обнаружения высокого-уровня может сигнализировать о закрытии наполнительного клапана. Точка низкого-уровня может вызвать цикл пополнения. Объединение нагрева и контроля уровня в одном узле упрощает общую конструкцию системы управления.
Краткое содержание
Тефлоновые теплообменники со встроенными-трубками для измерения уровня обеспечивают измерение уровня жидкости и защиту от сухого-пожара без дополнительных проходов в резервуар. Пневматические барботерные трубки или датчики проводимости, встроенные в опорную раму теплообменника, определяют уровень жидкости в одной или нескольких заданных точках. Сигналы уровня взаимодействуют с системой управления для автоматического отключения пара и могут поддерживать автоматическое заполнение резервуара. Комбинированный узел обогрева и определения уровня упрощает установку, сокращает необходимость модификаций резервуара и повышает эксплуатационную безопасность.
Техническая поддержка для спецификации теплообменника из ПТФЭ со встроенным обнаружением уровня доступна после предоставления размеров резервуара, проводимости технологической жидкости, желаемых заданных значений уровня и требований к интерфейсу системы управления.
