摘
要：简述吹气冲液测压原理，介绍吹气冲液测压装置在二氧化氯发生器物料密度与液位测量的应用情况，并对该装置配置、安装要求、调节维护等进行阐述说明。关键词：吹气；测压；发生器；液位
Abstract: In this paper were brie ? y introduced the principle of pressure measurement with air blow, and the applying experience on the measuring device of material density and liquid level in chlorine dioxide generator systems. The device con ? guration, installation and the maintenance for the systems were also described. Key words: air blow; pressure measurement; generator; liquid level
中图分类号：TS733+.5文献标志码：B 文章编号：1007-9211(2014)08-0063-03
法，根据临界压缩比恒流原理（流量恒定），即流经节流件后流体的绝对压力PⅡ与节流件前流体的绝对压力PⅠ之比小于或等于临界压缩比。
吹气气流经恒流测控装置均匀地吹入导压管，调节减压阀，调节吹气压力稍大于待测压力，使吹气气体充满导压管和压力变送器的正压室。吹气气流经导压管排入待测点，气流起到传递压力的作用，由于吹气缓慢匀速，可以忽略气流在导压管内产生的压降，即导压管末端的背压与导压管内的压力近似相等[1]，
此时压力变送器所测得的压力即为待测点的压力。通过测压点的合理设置、压力的正确检测和计算，即可获得
容器内介质的密度和液位。
导压介质有液体和气体两种，一般以气体为导压介质，如
杨礼平，助理工程师，二级建造
师；主要从事工业二氧化氯制备、水处理、废气脱硝等环保项目工艺方案设计和项目实施工作。
吹气冲液测压装置
在二氧化氯发生器中的应用
⊙ 杨礼平 周茂贤 胡少标 徐萃声 黄丙贵
（广西博世科环保科技股份有限公司，南宁 530007）
The experience on pressure measuring device by air blow ⊙ YANG LI-ping, ZHOU Mao-xian, HU Shao-biao, XU Cui-sheng, HUANG Bin-gui
(Guangxi Bossco Environmental Protection Technology Co., Ltd., Nanning 530007, China)
近
年来，国内无元素氯（E C F）制浆漂白技术得到大力推广和应用，而甲醇还原法制备二氧化氯是目前国内制浆企业应用最多的二氧化氯生产工艺，其
发生器内压力、物料密度和液位等参数是安全生产中最关键的控制点。吹气冲液测压装置采用与二氧化氯发生器内混合物料水溶液非接触的压力测定方式，经转换计算得到混合物料密度和液位数据；该测压装置结构简单可靠，是一种适用在介质具有强酸腐蚀性、高固含量且易结晶、溶液粘度高等恶劣条件下测定压力、密度、液位等参数的仪表检测装置。
1吹气冲液测压原理
吹气冲液测压是一种测压元件与待测介质隔离的测压方
生产实践
PRODUCTION 63
Apr., 2014 Vol.35, No.8 China Pulp & Paper Industry
果以液体作为导压介质，必须经介质液柱产生的静压力校正才能得到待测压力。
2吹气冲液测压装置在二氧化氯发生器中的应用
二氧化氯发生器是钛金属槽，物料在槽内进行化学反应
并生成二氧化氯气体，发生器内气、液、固三相同时存在，发生器内混合物料处在不断的循环搅动状态下，气液分界面是一个波动起伏的不规则界面。发生器液位必须通过界面上下差压检测并基于实时密度经运算得出。2.1
测压装置的组成
由吹气冲液单元和差压测量单元组成。吹气冲液单元包括吹气介质源、冲液介质源、节流元件或恒流装置、转子流量计、导压管；差压测量单元包括压力变送器、导压管、截止阀。
甲醇法二氧化氯发生器吹气冲液测压装置如图1所示。 2.2
发生器内混合物料水溶液密度与液位
发生器内的物料主要是硫酸、氯酸钠和硫酸氢钠的混合
A-节流元件 B-转子流量计 C-截止阀 D-自力式压力调节阀 P 1-发
生器下部测压点 P 2-发生器中部测压点 P 3-发生器顶部测压点
图1 甲醇法二氧化氯发生器吹气冲液测压装置
水溶液，其中硫酸氢钠为过饱和状态，固体含量15%～25%，任一组分含量变化都会影响混合物料的密度。
发生器液位范围内取两个测压点P 1、
P 2，将P 1点设置在液位的基准零点处，
P 2设置在正常目测液位以下约150c m比较合适。同时P 1、P 2之间的垂直距离H 亦应尽可能取大值，使得在实际应用中P 1、
P 2之间的差压较大，较大的差压可以减小测量的相对误差，在二氧化氯发生器中一般取P 1、P 2之间的垂直距离H 为90～100c m。
由差压值和P 1、P 2之间的垂直距离H 即可计算出混合物料的密度，即ρ=(P 1－P 2)/H 。
二氧化氯发生器气相空间正常的工艺条件为负压，在发生器顶部气相空间设置一测压点P 3，
由P 3与基准零点P 1处的差压，结合发生器内物料的密度ρ，经计算可以得出发生器的液面高度，实际液面高度与最大液面高度的比值即为液位百
分比。2.3
测压装置的导压介质
导压介质必须经过净化处理，稳定性好，不与待测介质发生反应，不污染待测介质。对于甲醇法二氧化氯发生器，空气和水都满足需求。
对于气体作为导压介质的测压系统，依据气体的临界压缩比恒速原理，确保导压介质在导压管内的压力与吹气气源压力比小于绝对压缩比可以得到恒定的吹气流量[2]。一些学者通过实验得出结论，吹气气源压力可在0.025～0.3M P a中选择[3]，
一些学者撰文指出，吹气气源宜在0.3～0.99M P a [4]，结论之所以不同是由于测量工况、吹气流量、仪表精度要求
和装置的安装等方面存在差异，但其本质都是必须获得恒定的吹气流量。
二氧化氯发生器测压装置采用吹气辅以冲水的组合导压
表1 测量中的异常情况及其解决措施
密度变大，液位降低
密度变小，液位升高
发生器气相空间压力偏高真空解除时，发生器液位密度异常变化
异常现象
故障原因
①P 1测点导管堵塞;②P 1测点导压管内吹气流量偏大或冲水流量
偏大 ;③P 2测点导压管内吹气流量过小或冲水流量过小;④P 2测点导压管连接点有渗漏。
①P 2测点导管堵塞;②P 2测点导压管内吹气流量偏大或冲水流量偏大;③P 1测点导压管内吹气流量过小或冲水流量过小;④P 1测点导压管连接点有渗漏。
P 3测点导压管内吹气流量偏大或冲水流量偏大。吹气导管导压介质渗漏。
①调节吹气流量和冲水流量；
②吹气量太小容易导致导压管堵塞，吹气量太大导压管内压降大，测量值不准确；③检查吹气介质的净化情况，确保吹气介质无夹带固体杂质；④首次使用前要对气源、水源管道进行彻底吹洗去除安装施工过程存留的杂质；⑤确保导压管路安装密封严密。
调整与注意事项
生产实践
PRODUCTION
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第35卷第8期 2014年4月
介质。吹气充满导压管，起到传递压力的作用；水冲洗导压管排放口，防止发生器内介质在负压变化的时候返回导压管导致结晶堵塞。
双原子气体临界压缩比为0.528（空气主要成分氮气和氧气都为双原子气体，取空气的临界压缩比为0.528）。正常工况下发生器气相空间压力P
3
为16～17k P a，发生器内两个液
面以下的待测点正常压力P
2、P
1
范围分别为40～45k P a和56
～61k Pa。在停机状态的极端条件下发生器负压消失，最低位待测点压力P
1
不超过150k P a。为确保满足绝对压缩比原理，气源压力应不小于285k P a，二氧化氯吹气装置选用450k P a 压力稳定的仪表空压气为吹气气源，满足气体临界压缩比恒流条件（压缩比计算取绝对压力，此处所有压力均为绝对压力值）。
冲洗水的水源压力必须恒定且介于待测点压力与气源压力之间，在冲洗水源上安装自力式压力调节阀，设定水压在250～300kPa范围内，满足测压装置正常有效工作。
2.4测压装置精确度控制
该测压装置精确度受导压管压力降的影响。压降越大，测量值与实际值偏差越大。调节适宜的吹气量降低导压管的压降，使检测压力值更真实可靠，提高液位指示准确度。
待测点压力越低，导压管内的压降引起的相对误差越明显。该测压装置三个压力测点取用相同的导压介质源，导压管选用内壁光滑的聚四氟乙烯管，可以在最大程度上抵消和减少摩擦产生的压降。
在实际应用中，当吹气流量为0.2L/m i n，压力测量偏差为1～3m m H g柱[5]。通过节流元件和转子流量计的阀门调节得到稳定的流量，气量调节为每秒3～4个气泡，即流量为0.2～0.3L/m i n；反冲水径流为吹气导压管径10%左右，确保导压介质有足够的连续空间，一般调节水流量为0.1～0.2L/ min。
3应用经验
二氧化氯发生器内介质对常规材质直接接触的压力变送器有很强的腐蚀作用，且容易结晶堵塞，造成压力测量元件损坏和失灵。钽材插入式压力变送器可以适用，但价格昂贵，是普通压力变送器8～10倍的价格。综合考虑，在二氧化氯发生器液位检测上采用非接触式吹气冲液测压装置更为经济适用。该测压装置应用有如下要点值得注意：3.1测压装置的安装
导压管选用耐腐蚀性强材料，如聚四氟乙烯软管，管径为8～10m m；取用净化后的仪表空压气，气源压力稳定；冲洗水干净无杂质，在该装置中冲洗水取自蒸汽冷凝水。
导压管内的吹气气流必须能顺畅地进入发生器，为避免冲洗水在导管内积液形成液封，导压管布置要避免出现U型弯。为了避免冲洗水产生静压液柱，压力变送器宜安装在测压点的上方。
该测压装置上流量调节阀、流量计、截止阀等决定导管存在较多的连接点，安装过程要确保各个连接点的密封质量。如果连接处密封不严，导压介质渗漏，致使导压介质无法经压力待测点进入发生器，此时发生器密度液位就无法得到准确的反映。
3.2测压装置的日常维护
密度和液位测量装置在应用中会出现指示异常的情况，总结分析如表1。
4结束语 吹气冲液测压是隔离测压元件与被测介质的间接冲液测压方法，该测压装置以普通材质的测压元件实现对腐蚀性物料的密度和界面指示，吹气冲液介质有效地防止高粘度、高固含量物料的堵塞。我们在多个二氧化氯发生器液位测量的工程实践中得出，吹气冲液测压装置完全可以满足二氧化氯制备工艺控制要求，且能够长期稳定运行。该装置结构简单，操作维护简易，运行成本低，经济适用性强，
值得推广应用。
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[收稿日期:2013-12-25]
生产实践
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