磁翻板液位計(jì)的結(jié)構(gòu)及工作原理二硫化碳是粘膠纖維生產(chǎn)中一種重要原料，用于與堿纖維素反應(yīng)生成纖維素磺酸酯，纖維素磺酸酯溶解于稀堿液中制備紡絲粘膠。二硫化碳易燃易爆有毒，在水中的溶解度很小( 20℃時(shí)僅為 0. 2% ) ，比重大 ( 1. 26g /cm3) ，運(yùn)輸、儲(chǔ)存時(shí)多用水封。水封給二硫化碳液位的測量帶來了極大的難度，精準(zhǔn)的測量液位成為二硫化碳安全使用過程中的關(guān)鍵。 1. 1 水封二硫化碳液位傳統(tǒng)的測量方法傳統(tǒng)水封二硫化碳儲(chǔ)罐液位測量主要是人工法測量，用 4 米長 ( 視罐體高度有區(qū)別)的銅棒，整段涂抹油漆或者黃油，整根銅棒通過檢測口，自上而下插入罐底，取出銅棒后，將銅棒置于標(biāo)尺上，因二硫化碳為有機(jī)溶劑，被二硫化碳接觸的油漆或者黃油會(huì)被溶解，觀察銅棒上涂抹的油漆被溶解了多長，就說明罐內(nèi)二硫化碳有多高，這種檢測方式的優(yōu)點(diǎn)在于準(zhǔn)確，缺點(diǎn)在于會(huì)造成少量二硫化碳揮發(fā)污染環(huán)境，并且員工置身于危險(xiǎn)環(huán)境中頻繁測量，工作量增大。

 

     大多數(shù)有二硫化碳儲(chǔ)罐的企業(yè)使用人工法測量，為提升裝置的本質(zhì)安全，部分企業(yè)安裝磁懸浮翻板液位計(jì)，但是頻繁發(fā)生故障，無法正常使用。 

 

1. 2 磁翻板液位計(jì)的結(jié)構(gòu)及工作原理

 

     磁翻板液位計(jì)的結(jié)構(gòu)及原理如圖 1 所示。

     頂裝磁性翻板液位計(jì)由本體管 ( 以法蘭面為界分為上、下導(dǎo)管) ，翻板箱 ( 由紅、白雙色磁性小翻板組成) ，浮子 ( 由磁性浮球 +浮球連桿 + 底部的浮球組成) 等組成，其工作原理為: 容器內(nèi)的浮球 ( 按不同介質(zhì)和壓力針對(duì)研制) ，在下導(dǎo)管中隨液面高度的變化而上下浮動(dòng)并通過連桿使磁體在上導(dǎo)管內(nèi)上下移動(dòng)，促使本體管外的翻板翻動(dòng)并用紅、白顏色來指示液位高度。當(dāng)液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，當(dāng)液位下降時(shí)翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨Ｖ甘酒鞯募t白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。

 

     圖 2 為水封二硫化碳儲(chǔ)罐安裝磁翻板液位計(jì)后的二硫化碳輸入和輸出的工藝流程圖。二硫化碳輸入即為黃化機(jī)加碳結(jié)束后壓碳水泵停運(yùn)，多余的碳順著管道回流至儲(chǔ)罐和外來二硫化碳輸送至儲(chǔ)罐的過程，此時(shí)二硫化碳液位上漲，壓碳水順著管道被壓回壓碳水桶內(nèi)，儲(chǔ)罐

二硫化碳液位顯示應(yīng)隨著二硫化碳液位的上漲而升高; 二硫化碳輸出即為黃化反應(yīng)前通過壓碳水將二硫化碳輸送至黃化機(jī)，此時(shí)啟動(dòng)壓碳水泵將水壓入二硫化碳儲(chǔ)罐內(nèi)通過水壓將二硫化碳輸送至黃化機(jī)，儲(chǔ)罐二硫化碳液位顯示應(yīng)隨著二硫化碳液位的降低而降低。 

3 傳統(tǒng)磁翻板液位計(jì)投用后存在問題

 

     我公司在二硫化碳儲(chǔ)罐加裝頂裝磁翻板液加裝液位計(jì)取代人工測量，快速、直觀，并且價(jià)格較低，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié)。 2 水封情況下二硫化碳輸出/輸入的工藝流程位計(jì)，由于沒有考慮到現(xiàn)場兩種液 － 液 ( 水和二硫化碳) 介質(zhì)的特殊性，導(dǎo)致液位計(jì)到廠安裝后不能滿足實(shí)際的使用要求。

 

     傳統(tǒng)的磁懸浮翻板液位計(jì)在使用中存在以下問題。

 

     廠家提供的液位計(jì)磁性浮球不接觸水時(shí)比重為 1. 12，介于壓碳水 1. 0 和二硫化碳 1. 26的比重之間，即比水重比二硫化碳輕。將此液位計(jì)在現(xiàn)場安裝后進(jìn)行試驗(yàn)，儲(chǔ)罐液位控制在80% 。常壓狀態(tài)時(shí)，人工測量為 2. 3m 時(shí)液位計(jì)顯示 1. 6m，浮子浮不起，二硫化碳界面呈虛低狀態(tài)，如圖 3( a) ; 加壓狀態(tài)時(shí)水位上升，人工測量為 2. 0m 時(shí)液位計(jì)顯示 2. 5m，出現(xiàn)浮子整體浮起，二硫化碳界面呈虛高狀態(tài)，如 圖 3( b) ，泄壓時(shí)氣體膨脹推動(dòng)水位和浮球迅速下降，存在撞擊底部的風(fēng)險(xiǎn)。

     由于二硫化碳儲(chǔ)罐內(nèi)壓力的變化，壓碳水進(jìn)入本體管內(nèi)部與本體管內(nèi)部的氣相共同作用于浮子，改變了浮子的受力平衡，導(dǎo)致浮子下部的浮球所處位置偏離了液 － 液界面，造成測量失真。

 

 4 改進(jìn)措施

     要實(shí)現(xiàn)磁懸浮翻板液位計(jì)的正常使用需要進(jìn)行兩方面的改進(jìn):

 

      ( 1) 消除本體管內(nèi)的氣體，使磁性浮球始終浸沒在水中實(shí)現(xiàn)上部磁性浮球始終在水里，就要保證本體管內(nèi)沒有空氣。由于本體管上端是全密封的，無法排氣。我們將本體管頂部開孔，焊接一根 10mm 直徑的排氣管并安裝承壓 10MPa的球閥保證密封性。在罐體內(nèi)進(jìn)壓碳水時(shí)，將排氣閥打開排盡本體管內(nèi)的空氣，待本體管內(nèi)空氣排盡后關(guān)閉排氣閥，這樣就實(shí)現(xiàn)了磁性浮球始終浸沒在水中。

 

      ( 2) 對(duì)浮子的重量進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)浮球始終在液 － 液界面移動(dòng)

磁性浮球浸沒在水中之后，為實(shí)現(xiàn)浮球始終在液 － 液界面移動(dòng)，需對(duì)整支浮子的比重進(jìn)行重新計(jì)算。經(jīng)與廠家技術(shù)人員溝通后確認(rèn)磁性浮球體積因需要保證磁性而無法改變，因此調(diào)整浮子的比重只能通過改造下浮球完成。故而改造的關(guān)鍵在于對(duì)下浮球的重量、體積進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，保證整支浮子的比重在水和二硫化碳之間，zui終經(jīng)過試驗(yàn)將整支浮子的比重確定為 1. 15，就可準(zhǔn)確反映出二硫化碳與水的界面變化情況。圖 4 為液位計(jì)投用后的現(xiàn)場簡圖。

     上述新型磁懸浮液位計(jì)［1］，在使用過程中隨著壓碳水的流動(dòng)帶進(jìn)部分的空氣，會(huì)對(duì)液位計(jì)的靈敏性造成一定的影響。為了增加液位計(jì)的靈敏度，通過排氣操作就可以恢復(fù)液位計(jì)的正常功能。

 

     具體做法: 在壓碳水進(jìn)入二硫化碳儲(chǔ)罐的過程中，將磁懸浮翻板液位計(jì)頂部的排氣閥微開，當(dāng)頂部的水呈直線型時(shí)關(guān)閉手閥即可。由于空氣密度比水和二硫化碳小的多，所以通過排氣完全可以保證排氣徹底，且不會(huì)將二硫化碳從儲(chǔ)罐底部攜帶出來。 5 新型磁翻板液位計(jì)使用效果現(xiàn)場試驗(yàn)成功后，與廠家聯(lián)系將其他的磁翻板液位計(jì)進(jìn)行改造，安裝投用至今使用正常。

 

     （1) 將液位計(jì)測量和人工測量結(jié)果多次進(jìn)行對(duì)比，偏差不超過 1cm。該測量方法的準(zhǔn)確性、靈敏性以及費(fèi)用投入均占了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，有效解決了水封二硫化碳儲(chǔ)存的液位測量問題。

     ( 2) 新型磁翻板液位計(jì)刻度清晰，目測方便，工作人員可以遠(yuǎn)觀儲(chǔ)罐的液位顯示，擴(kuò)大了人員與儲(chǔ)罐之間的安全距離，整個(gè)體系處于密封狀態(tài)，杜絕了二硫化碳揮發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)該液位計(jì)操作簡便，工作人員在發(fā)現(xiàn)浮球遲鈍時(shí)只需要微開排氣閥進(jìn)行排氣，排氣后即可正常使用。