一、存在的問(wèn)題
泥漿液位計(jì)是塔式儲(chǔ)存容器的常規(guī)液位測(cè)量設(shè)備，自我公司常減壓裝置投用以來(lái)，由于儀表安裝位置設(shè)計(jì)得不合理，儀表開(kāi)孔位置距離塔盤(pán)太近，僅為50mm，致使減壓塔中部溢流槽液位儀表無(wú)法正常使用，測(cè)量范圍小。為了滿(mǎn)足工藝要求，進(jìn)行問(wèn)題原因和解決方法分析與改造實(shí)踐。在本次改造前，浮球及連桿與塔盤(pán)的相對(duì)位置如圖1所示。由于受安裝位置以及浮球自身結(jié)構(gòu)的制約，當(dāng)塔盤(pán)內(nèi)的液位為零時(shí)，浮球的位置為下虛線(xiàn)所指；當(dāng)塔盤(pán)液位溢流時(shí)，浮球的位置為上虛線(xiàn)所指。但當(dāng)液位為零時(shí)，此時(shí)浮球的狀態(tài)并不是儀表示值為零所要的位置，而是處于其示值40%的位置。這樣即便是塔盤(pán)內(nèi)沒(méi)有液體，儀表也有40%的指示。這樣的顯示就會(huì)給工藝帶來(lái)假信號(hào)，使操作人員產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷，影響操作。
二、解決方法的分析
有三種辦法可以解決上述問(wèn)題。
方法一：改變儀表開(kāi)孔位置，將現(xiàn)有儀表開(kāi)孔位置相對(duì)塔盤(pán)上移。圖1 改造前浮球及連桿與塔盤(pán)的相對(duì)位置開(kāi)孔位置上移的距離以浮球在自然狀態(tài)（安裝完畢后浮球與平衡錘產(chǎn)生的扭力相等時(shí)）下與塔盤(pán)輕微接觸即可，浮球不對(duì)塔盤(pán)產(chǎn)生壓力。但在塔器壁上動(dòng)焊開(kāi)孔是不允許的，可操作性不大。
方法二：下移塔盤(pán)，將現(xiàn)有塔盤(pán)位置相對(duì)于儀表安裝孔下移。
塔盤(pán)下移的距離同樣是浮球在自然狀態(tài)下與塔盤(pán)輕微接觸即可，浮球不對(duì)塔盤(pán)產(chǎn)生壓力。塔盤(pán)整體下移比在塔壁開(kāi)孔還要復(fù)雜，工作量*大，危險(xiǎn)性更高，所以只有理論可能，實(shí)際可操作性也不大。
方法三：改變儀表自身結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)工藝需求。以上兩種解決辦法都不具備可操作性，就只能從儀表自身來(lái)考慮了。我們知道，泥漿液位計(jì)的供電電源是24V 直流電源，輸出的是4～20mA的電流信號(hào)，根據(jù)公式I=U/R可知，電壓不變的情況下電流值與電阻成反比，即電阻值決定電流輸出值。泥漿液位計(jì)的電阻變化實(shí)際上就是與之相對(duì)應(yīng)的浮球位置的變化，浮球位置的變化又取決于浮球活動(dòng)的角度，也就是由浮球連桿的擺動(dòng)角度來(lái)決定的。儀表*低只能顯示40%的液位，說(shuō)明連桿沒(méi)有達(dá)到零位所需的角度時(shí)就由于浮球接觸到塔盤(pán)而無(wú)法再動(dòng)作了。根據(jù)上述綜合分析，我們加大連桿的擺動(dòng)角度，就可加大內(nèi)阻值，使其達(dá)到顯示0%液位時(shí)所的內(nèi)阻值，問(wèn)題就迎刃而解了。
受此表安裝位置的制約，經(jīng)過(guò)綜合考慮， 決定改變浮球連桿的形狀，以求達(dá)到增大浮球連桿的擺動(dòng)角度，進(jìn)而增加儀表量程。
三、具體的改造過(guò)程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際測(cè)量，浮球連桿的原長(zhǎng)度為480mm，浮球的半徑為150mm，人孔的開(kāi)孔直徑為500mm，人孔縱深為250mm，人孔與塔盤(pán)的高度差為50mm，溢流槽與人孔的距離為530mm。
圖2為改造方法示意圖。浮球連桿的另一端與傳動(dòng)軸連接，位置正好處于人孔的正中間位置，根據(jù)勾股定理，可得線(xiàn)
1的長(zhǎng)度約為2502+2502≈353.5(mm)。因?yàn)楦∏虮旧頌榱伺c連桿連接而焊接了一截100mm長(zhǎng)的內(nèi)絲套筒（線(xiàn)3所示）。那么由線(xiàn)2所構(gòu)成的三角形的下虛線(xiàn)的長(zhǎng)度就可以算出，為溢流槽與人孔的距離減去浮球的直徑再減去內(nèi)絲套筒的長(zhǎng)度，即a=530-300-100=130（mm）；左虛線(xiàn)的長(zhǎng)度為浮球的半徑減去人孔和塔盤(pán)的高度差，即b=150-50=100（mm），根據(jù)勾股定理，線(xiàn)2的長(zhǎng)度為a2+b2≈164(mm) ，同時(shí)也可以算出線(xiàn)1與線(xiàn)2的夾角為180°-45°-arctan（b/a）≈97°，線(xiàn)2與線(xiàn)3的夾角為90°+arctan（a/b）≈142°。
圖2 改造后浮球及連桿與塔盤(pán)的相對(duì)位置通過(guò)以上計(jì)算而經(jīng)過(guò)改造的連桿形狀可以看出，連桿的動(dòng)作幅度明顯增大，而且是向下的動(dòng)作幅度明顯增大，增大的幅度恰恰就是改造前40%以下測(cè)量范圍的部分。在實(shí)際使用前，我們做了簡(jiǎn)單的調(diào)零處理，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)儀表所接收的電壓信號(hào)往往不足24V 直流電源，根據(jù)公式I=U/R算出來(lái)的電流信號(hào)會(huì)有誤差，調(diào)零實(shí)際就是一種消除誤差的方法。圖2中實(shí)線(xiàn)連桿所處的位置分別為零位和滿(mǎn)量程，輸出為4~20mA電流信號(hào)。
四、研究結(jié)果及分析
在本次改造過(guò)程分析中，有兩點(diǎn)沒(méi)有在分析中考慮進(jìn)去。一是連桿20mm的直徑，在實(shí)際的改造過(guò)程中，這20mm是必須要考慮進(jìn)去的，否則焊接時(shí)連桿的長(zhǎng)度和夾角就會(huì)有略微偏差。二是如圖2所示，當(dāng)浮球位于零點(diǎn)時(shí)實(shí)際上是不能與身后的溢流槽接觸的，否則在動(dòng)作時(shí)會(huì)與溢流槽產(chǎn)生碰撞或摩擦，難以動(dòng)作，我們?cè)诟脑爝^(guò)程中將溢流槽略微左移了一段距離。
五、結(jié)論
本次對(duì)浮球連桿的改造解決了多年來(lái)減壓塔中部液位測(cè)量存在盲區(qū)的問(wèn)題，上述計(jì)算數(shù)值為改造提供了精準(zhǔn)的依據(jù)。改造后的半年時(shí)間里，儀表指示準(zhǔn)確，運(yùn)行正常，說(shuō)明此次改造是成功的。