双室平衡容器在大庆乙烯裂解炉汽包液位测量上的应用

于继臣

摘要简述双室平衡容器各主要部件组成、作用、测量原理、工作特性、测量过程中补偿原理的建立及在大庆乙烯裂解炉汽包液位实际测量中保温伴热的要求及维护要点。

关键词汽包液位测量；双室平衡容器；补偿

中图分类号：TK31 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0126-01

大庆石化公司化工一厂裂解炉是整套乙烯装置中的核心装置，其中裂解炉内的汽包更是重要的设备之一。汽包液位控制的好坏，直接影响整个乙烯装置的平稳运行情况，而汽包液位控制好坏的基础是汽包液位测量是否准确。最初裂解炉内汽包液位测量一次元件为直接取压的普通差压变送器，正常操作情况下，测量误差在15%~20%左右，如果在特殊情况下，误差将会更大，造成整个系统波动，严重影响整个装置的安全生产。为了消除因液位测量误差大而导致整个乙烯生产装置的波动，所以我们将直接取压的普通差压变送器改为双室平衡容器取压方式后，然后将相应的压力引入差压变送器来测量汽包的液位。自从该测量系统投入运行以来，有效的消除了测量误差，从而确保装置的正常运行。

1双室平衡容器的组成及作用

1.1 双室平衡容器的组成

双室平衡容器事是由凝汽室、基准杯、溢流室和连通器四部分构成，结构合理，构思巧妙，在裂解炉汽包液位测量上具有温压补偿能力，双室平衡容器的结构如图1。

1.2 双室平衡容器组成部件的作用

1）凝汽室的作用是将来自汽包蒸汽冷凝后形成饱和冷凝水供給基准杯及后续环节使用。

2）基准杯的作用是将收集到的饱和冷凝水导入差压变送器的正压室，因为基准杯的体积有限，冷凝水装满基准杯后流向溢流室。因为基准杯杯口高度固定，所以保证导入差压变送器正压室压力的准确性。

3）溢流室的作用是收集冷凝水，并将多余的冷凝水排入下降管，整个过程是连续动态。在连续动态过程中，溢流室与汽包在温度上保持一致。

4）连通器的作用是将汽包中动态水位产生的压力，准确传递给差压变送器负压室，与差压变送器正压室压力进行运算，计算出汽包液位；另外连通器也可以防止其延伸到汽包之间的管线有冻管现象发生。

5）变送器差压计算。由于凝汽室、基准杯及其内部凝结水管始终是流动的，所以介质温度始终保持不变，因此γw=γ`w， γs=γ`s，具体见如图1，由于汽包测量范围为±300mm，所以容器正压侧输出的压力P+=PJ+320γw+（580－320）γc 容器负压侧P-=PJ+（580-hw）γs+hw*γw，双室平衡容器系统的差压变送器差压计算如下：

ΔP=P+-P-=260γc+320γw-580γs-（γw-γs）hw （1）

（1）式γc会随着外界温度变化而变化，影响液位测量的准确性，但是经过双室平衡容器测量系统的补偿后，对汽包液位的影响不是很大，产生的误差可以忽略。

2双室平衡容器工作特性

通过查饱和水与水蒸气密度表后得到各种压力下饱和水和水蒸气的密度，将相应数据代入（1）式，可以到一系列差压数据，形成下表的数据表，具体见表1，通过表1可以得到双室平衡容器的工作特性。

表1双是平衡容器补偿参照表

根据表1，我们首先注意在零水位附近所对应的差压，只在较小范围内波动，压力变化对对测量值的影响不大，甚至可以忽略不计。当液位远离零液位点时，压力波动对测量值的影响就显现出来，汽包实际液位与零点液位差距越大，压力对液位测量值的影响越严重，因此需要双室平衡容器自身补偿功能，才能保证汽包水位测量的准确无误。

3建立补偿步骤

第一步根据设备厂家提供汽包及附件资料，确定汽包“零水位”位于连通器水平轴线以上365mm与基准杯平面下方215mm处。

第二步确定仪表量程，因为汽包量为±300mm，并从表一查到相关数据代入（1）使得到ΔPmin=-70.5mm ，ΔPmax=-504mm。

第三步确定数学模型，由（1）式推出零水位的汽包水位 h=hw-365mm，所以h =（285.9-ΔP+320γw-580γs）/（γw-γs）-365 （2）

（1）式和（2）式即为汽包补偿函数，补偿完成。

4关于容器保温问题

根据我们多年的维护经验，双室平衡容器下降管及凝结水管等重点保温伴热部位，一年四季都必须用厂内低压蒸汽作为保温伴热，并保证保温伴热温度恒定，只有这样才能是裂解炉汽包的液位测量精度得到保证。

5结论

自从仪表车间将双室平衡容器测量系统用于裂解炉汽包液位测量，经过多年来生产车间各种实际工况下的实际检验，运行非常平稳，满足了工艺车间各种操作要求，为大庆石化公司化工一厂及下游的分厂安全生产打下坚实基础。

参考文献

[1]王博，吕迅.双室平衡容器引起液位误差的简单分析[J].科技信息，2009（23）.

[2]边燕梅，刘瑞英.双室平衡容器在汽包液位测量中的应用[J].电源技术应用，2014（02）.

endprint

摘要简述双室平衡容器各主要部件组成、作用、测量原理、工作特性、测量过程中补偿原理的建立及在大庆乙烯裂解炉汽包液位实际测量中保温伴热的要求及维护要点。

关键词汽包液位测量；双室平衡容器；补偿

中图分类号：TK31 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0126-01

大庆石化公司化工一厂裂解炉是整套乙烯装置中的核心装置，其中裂解炉内的汽包更是重要的设备之一。汽包液位控制的好坏，直接影响整个乙烯装置的平稳运行情况，而汽包液位控制好坏的基础是汽包液位测量是否准确。最初裂解炉内汽包液位测量一次元件为直接取压的普通差压变送器，正常操作情况下，测量误差在15%~20%左右，如果在特殊情况下，误差将会更大，造成整个系统波动，严重影响整个装置的安全生产。为了消除因液位测量误差大而导致整个乙烯生产装置的波动，所以我们将直接取压的普通差压变送器改为双室平衡容器取压方式后，然后将相应的压力引入差压变送器来测量汽包的液位。自从该测量系统投入运行以来，有效的消除了测量误差，从而确保装置的正常运行。

1双室平衡容器的组成及作用

1.1 双室平衡容器的组成

双室平衡容器事是由凝汽室、基准杯、溢流室和连通器四部分构成，结构合理，构思巧妙，在裂解炉汽包液位测量上具有温压补偿能力，双室平衡容器的结构如图1。

1.2 双室平衡容器组成部件的作用

1）凝汽室的作用是将来自汽包蒸汽冷凝后形成饱和冷凝水供給基准杯及后续环节使用。

2）基准杯的作用是将收集到的饱和冷凝水导入差压变送器的正压室，因为基准杯的体积有限，冷凝水装满基准杯后流向溢流室。因为基准杯杯口高度固定，所以保证导入差压变送器正压室压力的准确性。

3）溢流室的作用是收集冷凝水，并将多余的冷凝水排入下降管，整个过程是连续动态。在连续动态过程中，溢流室与汽包在温度上保持一致。

4）连通器的作用是将汽包中动态水位产生的压力，准确传递给差压变送器负压室，与差压变送器正压室压力进行运算，计算出汽包液位；另外连通器也可以防止其延伸到汽包之间的管线有冻管现象发生。

5）变送器差压计算。由于凝汽室、基准杯及其内部凝结水管始终是流动的，所以介质温度始终保持不变，因此γw=γ`w， γs=γ`s，具体见如图1，由于汽包测量范围为±300mm，所以容器正压侧输出的压力P+=PJ+320γw+（580－320）γc 容器负压侧P-=PJ+（580-hw）γs+hw*γw，双室平衡容器系统的差压变送器差压计算如下：

ΔP=P+-P-=260γc+320γw-580γs-（γw-γs）hw （1）

（1）式γc会随着外界温度变化而变化，影响液位测量的准确性，但是经过双室平衡容器测量系统的补偿后，对汽包液位的影响不是很大，产生的误差可以忽略。

2双室平衡容器工作特性

通过查饱和水与水蒸气密度表后得到各种压力下饱和水和水蒸气的密度，将相应数据代入（1）式，可以到一系列差压数据，形成下表的数据表，具体见表1，通过表1可以得到双室平衡容器的工作特性。

表1双是平衡容器补偿参照表

根据表1，我们首先注意在零水位附近所对应的差压，只在较小范围内波动，压力变化对对测量值的影响不大，甚至可以忽略不计。当液位远离零液位点时，压力波动对测量值的影响就显现出来，汽包实际液位与零点液位差距越大，压力对液位测量值的影响越严重，因此需要双室平衡容器自身补偿功能，才能保证汽包水位测量的准确无误。

3建立补偿步骤

第一步根据设备厂家提供汽包及附件资料，确定汽包“零水位”位于连通器水平轴线以上365mm与基准杯平面下方215mm处。

第二步确定仪表量程，因为汽包量为±300mm，并从表一查到相关数据代入（1）使得到ΔPmin=-70.5mm ，ΔPmax=-504mm。

第三步确定数学模型，由（1）式推出零水位的汽包水位 h=hw-365mm，所以h =（285.9-ΔP+320γw-580γs）/（γw-γs）-365 （2）

（1）式和（2）式即为汽包补偿函数，补偿完成。

4关于容器保温问题

根据我们多年的维护经验，双室平衡容器下降管及凝结水管等重点保温伴热部位，一年四季都必须用厂内低压蒸汽作为保温伴热，并保证保温伴热温度恒定，只有这样才能是裂解炉汽包的液位测量精度得到保证。

5结论

自从仪表车间将双室平衡容器测量系统用于裂解炉汽包液位测量，经过多年来生产车间各种实际工况下的实际检验，运行非常平稳，满足了工艺车间各种操作要求，为大庆石化公司化工一厂及下游的分厂安全生产打下坚实基础。

参考文献

[1]王博，吕迅.双室平衡容器引起液位误差的简单分析[J].科技信息，2009（23）.

[2]边燕梅，刘瑞英.双室平衡容器在汽包液位测量中的应用[J].电源技术应用，2014（02）.

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摘要简述双室平衡容器各主要部件组成、作用、测量原理、工作特性、测量过程中补偿原理的建立及在大庆乙烯裂解炉汽包液位实际测量中保温伴热的要求及维护要点。

关键词汽包液位测量；双室平衡容器；补偿

中图分类号：TK31 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0126-01

大庆石化公司化工一厂裂解炉是整套乙烯装置中的核心装置，其中裂解炉内的汽包更是重要的设备之一。汽包液位控制的好坏，直接影响整个乙烯装置的平稳运行情况，而汽包液位控制好坏的基础是汽包液位测量是否准确。最初裂解炉内汽包液位测量一次元件为直接取压的普通差压变送器，正常操作情况下，测量误差在15%~20%左右，如果在特殊情况下，误差将会更大，造成整个系统波动，严重影响整个装置的安全生产。为了消除因液位测量误差大而导致整个乙烯生产装置的波动，所以我们将直接取压的普通差压变送器改为双室平衡容器取压方式后，然后将相应的压力引入差压变送器来测量汽包的液位。自从该测量系统投入运行以来，有效的消除了测量误差，从而确保装置的正常运行。

1双室平衡容器的组成及作用

1.1 双室平衡容器的组成

双室平衡容器事是由凝汽室、基准杯、溢流室和连通器四部分构成，结构合理，构思巧妙，在裂解炉汽包液位测量上具有温压补偿能力，双室平衡容器的结构如图1。

1.2 双室平衡容器组成部件的作用

1）凝汽室的作用是将来自汽包蒸汽冷凝后形成饱和冷凝水供給基准杯及后续环节使用。

2）基准杯的作用是将收集到的饱和冷凝水导入差压变送器的正压室，因为基准杯的体积有限，冷凝水装满基准杯后流向溢流室。因为基准杯杯口高度固定，所以保证导入差压变送器正压室压力的准确性。

3）溢流室的作用是收集冷凝水，并将多余的冷凝水排入下降管，整个过程是连续动态。在连续动态过程中，溢流室与汽包在温度上保持一致。

4）连通器的作用是将汽包中动态水位产生的压力，准确传递给差压变送器负压室，与差压变送器正压室压力进行运算，计算出汽包液位；另外连通器也可以防止其延伸到汽包之间的管线有冻管现象发生。

5）变送器差压计算。由于凝汽室、基准杯及其内部凝结水管始终是流动的，所以介质温度始终保持不变，因此γw=γ`w， γs=γ`s，具体见如图1，由于汽包测量范围为±300mm，所以容器正压侧输出的压力P+=PJ+320γw+（580－320）γc 容器负压侧P-=PJ+（580-hw）γs+hw*γw，双室平衡容器系统的差压变送器差压计算如下：

ΔP=P+-P-=260γc+320γw-580γs-（γw-γs）hw （1）

（1）式γc会随着外界温度变化而变化，影响液位测量的准确性，但是经过双室平衡容器测量系统的补偿后，对汽包液位的影响不是很大，产生的误差可以忽略。

2双室平衡容器工作特性

通过查饱和水与水蒸气密度表后得到各种压力下饱和水和水蒸气的密度，将相应数据代入（1）式，可以到一系列差压数据，形成下表的数据表，具体见表1，通过表1可以得到双室平衡容器的工作特性。

表1双是平衡容器补偿参照表

根据表1，我们首先注意在零水位附近所对应的差压，只在较小范围内波动，压力变化对对测量值的影响不大，甚至可以忽略不计。当液位远离零液位点时，压力波动对测量值的影响就显现出来，汽包实际液位与零点液位差距越大，压力对液位测量值的影响越严重，因此需要双室平衡容器自身补偿功能，才能保证汽包水位测量的准确无误。

3建立补偿步骤

第一步根据设备厂家提供汽包及附件资料，确定汽包“零水位”位于连通器水平轴线以上365mm与基准杯平面下方215mm处。

第二步确定仪表量程，因为汽包量为±300mm，并从表一查到相关数据代入（1）使得到ΔPmin=-70.5mm ，ΔPmax=-504mm。

第三步确定数学模型，由（1）式推出零水位的汽包水位 h=hw-365mm，所以h =（285.9-ΔP+320γw-580γs）/（γw-γs）-365 （2）

（1）式和（2）式即为汽包补偿函数，补偿完成。

4关于容器保温问题

根据我们多年的维护经验，双室平衡容器下降管及凝结水管等重点保温伴热部位，一年四季都必须用厂内低压蒸汽作为保温伴热，并保证保温伴热温度恒定，只有这样才能是裂解炉汽包的液位测量精度得到保证。

5结论

自从仪表车间将双室平衡容器测量系统用于裂解炉汽包液位测量，经过多年来生产车间各种实际工况下的实际检验，运行非常平稳，满足了工艺车间各种操作要求，为大庆石化公司化工一厂及下游的分厂安全生产打下坚实基础。

参考文献

[1]王博，吕迅.双室平衡容器引起液位误差的简单分析[J].科技信息，2009（23）.

[2]边燕梅，刘瑞英.双室平衡容器在汽包液位测量中的应用[J].电源技术应用，2014（02）.

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