摘要：磁浮子液位計是根據(jù)浮力和磁性耦合原理設計的一種現(xiàn)場顯示儀表。目前國內(nèi)外普遍使用的磁浮子液位計，其下端浮子腔為一盲腸結(jié)構(gòu)。設備盲腸在石油石化系統(tǒng)是一大安全隱患，介質(zhì)腐蝕物的積聚對該處焊縫產(chǎn)生應力，腐蝕開裂；介質(zhì)中的水分在該處沉降，冬季有產(chǎn)生凍凝的風險，這些隱患時刻威脅著企業(yè)的安全。本文提出了一種新型結(jié)構(gòu)設計方法，它采用了獨特的無盲腸結(jié)構(gòu)設計，可以*大限度地減少浮球室內(nèi)積水，以防止浮球被浮球室內(nèi)的積水凍住，具有結(jié)構(gòu)簡捷、使用安全可靠的優(yōu)點。徹底克服了老式磁浮子液位計的一些缺點，特別適用于煉油、化工廠球罐裝置上的液位測量。

磁浮子液位計是根據(jù)浮力和磁性耦合原理設計的一種現(xiàn)場顯示儀表，它具有結(jié)構(gòu)簡單，讀數(shù)直觀、觀測無盲區(qū)、安裝使用維修方便，且液位指示器與測量介質(zhì)完全隔離等優(yōu)點，被廣泛地應用在石油、化工、電力、冶金、醫(yī)藥等行業(yè)的液位測量中。但對于在環(huán)境溫度很低的煉油廠液化汽球罐區(qū)，目前國內(nèi)外普遍使用的磁浮子液位計，存在很多安全問題，特別是低溫凍結(jié)浮球?qū)е聼o法顯示液位的問題，本文提出了一種新型結(jié)構(gòu)設計方法，*新研發(fā)生產(chǎn)的**產(chǎn)品“無盲腸磁性液位計”，徹底克服了老式磁浮子液位計的一些缺點。其下法蘭旁管采用了獨特的無盲腸結(jié)構(gòu)設計，可以*大限度地減少浮球室內(nèi)積水，以防止浮球被浮球室內(nèi)的積水凍住，具有結(jié)構(gòu)簡捷，使用安全可靠的優(yōu)點。特別適用于煉油、化工廠球罐裝置上液位的測量。

1、結(jié)構(gòu)原理與工作方式

磁浮子液位計主要由主導管、液位指示器、磁浮球、排污閥等部件組成。該系列液位計是根據(jù)液體對磁性浮子產(chǎn)生浮力及磁性耦合的原理設計和制造的。磁性浮子置于不導磁的主導管內(nèi)，通過主導管內(nèi)介質(zhì)的浮力作用，使浮子隨著液位上下移動，從而帶動主導管外的液位指示器作同步升降來顯示液體的位置。該系列產(chǎn)品除了配上指示標尺作就地指示外，還可以配備報警開關(guān)和信號遠傳裝置，前者作高低報警用，后者可將液位轉(zhuǎn)換成4～20mA的直流信號送到接收儀表，并有隔爆和本安2種結(jié)構(gòu)供選擇。

2、現(xiàn)狀分析及存在的問題

作為一種廣泛應用于石油化工等行業(yè)的承壓儲存設備，球罐具有應力分布均勻、同體積下使用材料*少、占地面積小、規(guī)格從50m³～10萬m³應有盡有等優(yōu)點，因而在球罐上的液位測量顯得日益重要。近年來，液化氣球罐和其他壓力儲罐的就地液位測量，在油氣儲運部門是個棘手的問題，多數(shù)還是一直沿用玻璃板液位計人工觀測。這種方法缺點較多：

①如玻璃板液位計本身的質(zhì)量不高，包括閥門、管接頭等，常會發(fā)生泄漏；

②在液化氣輸送中因管道和罐體被硫化物腐蝕， 生成的雜質(zhì)常堵塞玻璃板液位計；

③ 測量結(jié)果誤差較大?，F(xiàn)在正逐漸選用基于磁耦合原理設計的磁翻板液位計代替玻璃板液位計，此液位計是基于阿基米德定理，磁性浮子在液體中產(chǎn)生浮力，根據(jù)磁鐵同性相斥，異性相吸的性質(zhì)制成。但傳統(tǒng)的磁翻板液位計也存在一些弊端，如其下端浮子腔為盲腸結(jié)構(gòu)，設備盲腸在石油石化系統(tǒng)是1個大的安全隱患，介質(zhì)腐蝕物的積聚對該處焊縫產(chǎn)生應力腐蝕開裂，介質(zhì)中的水分在該處沉降，冬季有產(chǎn)生凍凝的風險，這些隱患時刻威脅著企業(yè)的安全。

3、方案設計介紹

無盲腸磁性液位計是*新研發(fā)的一種新型磁性液位儀表，如圖1所示。它采用獨特的結(jié)構(gòu)設計，并充分利用了防凍磁性液位計和磁性真空液位計2個**產(chǎn)品的優(yōu)點，徹底克服了老式磁性液位計的一些缺點，特別適用于煉油、化工廠球罐裝置上液位的測量。該產(chǎn)品已取得了實用新型**，**號：201520396680.3；其浮子腔的設計，消除了盲腸結(jié)構(gòu)帶來的應力腐蝕、結(jié)垢、凍凝問題。本實用新型技術(shù)方案所能達到的有益效果是：由于液相連接管與排污管的底側(cè)部相連通，貯存罐處在低溫環(huán)境下也無需外部加熱，當貯存罐內(nèi)液體介質(zhì)的液位低于主導管的液相連接孔時，液體介質(zhì)可全部回流至貯存罐內(nèi)，不會滯留在主導管內(nèi)，也就不會出現(xiàn)液體介質(zhì)結(jié)冰凝固浮球而無法顯示液位的現(xiàn)象，保證了磁性液位計在低溫環(huán)境下仍能正常使用。

頂端浮子腔的設計、浮子上浮的氣阻尺寸均經(jīng)過計算和試驗，測量精準達到100%準確，如圖2所示。下連通管與容器接管為同一平面，介質(zhì)不會產(chǎn)生沉積物，避免普通液位計經(jīng)常清洗易燃易爆介質(zhì)帶來的作業(yè)風險。

防凍磁性液位計其原理為真空隔溫結(jié)構(gòu)，夏季防曬，冬季防凍，主體管采用厚壁設計，保證內(nèi)外壓差的強度和穩(wěn)定性。對冬季無熱源伴熱或伴熱溫度對介質(zhì)產(chǎn)生汽化的場合特別適用。防凍磁性液位計，包括有主導管、磁浮球、法蘭盤和排污閥磁浮球位于主導管內(nèi)，主導管的壁殼由內(nèi)外雙層壁殼體構(gòu)成，在該內(nèi)外雙層壁殼體之間形成密閉的腔室；主導管上開設有汽相連接孔和液相連接孔，該汽相連接孔和液相連接孔將主導管的內(nèi)部與外部相連通；主導管上還設置有抽負壓管，該抽負壓管與密閉的腔室相連通，密閉的腔室由環(huán)繞的側(cè)壁腔室和與其相連通的底部腔室構(gòu)成。

磁性真空液位計，主要包括主導管、液位顯示器和磁浮球。主導管壁殼由雙層殼體構(gòu)成，在該雙層殼體之間形成密閉的腔室，主導管上開設有汽相連接孔和液相連接孔，該汽相連接孔和液相連接孔將主導管的內(nèi)部與外部相連通。本實用新型技術(shù)采用上述解決方案所能達到的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡單，將主導管的壁殼制作成其間設有腔室的雙層殼體，再將該腔室抽成真空，如圖3所示。這樣就可以通過該真空的腔室將主導管外的環(huán)境溫度隔絕在主導管外，使得主導管內(nèi)的液體在低溫環(huán)境下無需通過外部加熱來防止其凝固，在高溫環(huán)境下某些液體介質(zhì)也不會產(chǎn)生影響。

4、無盲腸磁性液位計的優(yōu)點分析

1) 產(chǎn)品外型美觀、結(jié)構(gòu)設計簡捷、精致合理。

2) 主導管內(nèi)上下都裝有保護彈簧，可防止浮球撞壞。

3) 下法蘭旁管采用獨特的無盲腸結(jié)構(gòu)設計，可以*大限度地減少浮球室內(nèi)積水，以防止浮球被浮球室內(nèi)的積水凍住。

4) 主導管采用獨特的抽真空技術(shù)，達到絕熱保溫的作用，特別適用于低溫工況下使用。

5) 采用稀土材料特制的磁鋼，磁力強且不易退磁。

6) 獨特的結(jié)構(gòu)設計可以使主導管內(nèi)的沉積物直接通過下連接法蘭進入罐內(nèi)，不用清洗。

7) 頂端浮子腔的設計，浮子上浮的氣阻尺寸均經(jīng)過計算和試驗，測量精準達到100%準確。

5、應用效果及前景

該產(chǎn)品經(jīng)過了近一年的試用，各種性能指標完全達到了預期的設計目標，并在大連石化公司油品車間等場所投入使用，效果良好。不僅使產(chǎn)品質(zhì)量和合格率得到了提升，而且大大提高了設備運行的安全性，同時也降低了工人的勞動強度。目前已在**多個煉油廠油品車間進行推廣應用，成效顯著。