No processo de produção e fabricação industrial, alguns tanques são propensos à cristalização, alta viscosidade, extrema corrosão e solidificação. Transmissores de pressão diferencial de flange simples e dupla são frequentemente utilizados nessas situações, como em tanques, torres, caldeiras e tanques em usinas de coque; tanques de armazenamento de líquidos para unidades de evaporação; e tanques de medição de nível de líquidos para plantas de dessulfurização e desnitrificação. Ambos os tipos de flange possuem diversas aplicações, diferenciando-se principalmente pelo fato de serem abertos ou fechados. Os tanques de flange simples podem ser fechados, enquanto os de flange dupla são mais indicados para tanques fechados.
Princípio de funcionamento do transmissor de pressão de flange única para medição do nível de líquido
O transmissor de pressão de flange única realiza a conversão de nível medindo a densidade do tanque aberto, permitindo a medição do nível em recipientes abertos.
Ao medir o nível de líquido em um recipiente aberto, o transmissor é instalado próximo ao fundo do recipiente para medir a pressão correspondente à altura do nível do líquido acima dele. Conforme mostrado na Figura 1-1.
A pressão do nível do líquido no recipiente é conectada ao lado de alta pressão do transmissor, e o lado de baixa pressão está aberto para a atmosfera.
Se o nível mais baixo do líquido na faixa de variação medida estiver acima do local de instalação do transmissor, o transmissor deverá realizar uma migração positiva.
Figura 1-1 Exemplo de medição de líquido em recipiente aberto
Seja X a distância vertical entre o nível mais baixo e o nível mais alto do líquido a ser medido, X=3175mm.
Y é a distância vertical da porta de pressão do transmissor até o nível mais baixo do líquido, y=635mm. ρ é a densidade do líquido, ρ=1.
h é a altura manométrica máxima produzida pela coluna de líquido X, em kPa.
e é a altura de pressão produzida pela coluna de líquido Y, em kPa.
1 mH2O = 9,80665 Pa (o mesmo abaixo)
A faixa de medição é de e a e+h, portanto: h=X·ρ=3175×1=3175mmH2O=31,14KPa
e=y·ρ=635×1= 635mmH2O= 6,23KPa
Ou seja, a faixa de medição do transmissor é de 6,23 kPa a 37,37 kPa.
Resumindo, na verdade medimos a altura do nível do líquido:
Altura do nível de líquido H=(P1-P0)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
Nota: P0 é a pressão atmosférica atual;
P1 é o valor da pressão medida no lado de alta pressão;
D é a quantidade de migração zero.
Princípio de funcionamento do transmissor de pressão de flange dupla para medição do nível de líquido
O transmissor de pressão de flange dupla realiza a conversão de nível medindo a densidade do tanque selado: Conexão de impulso a seco
Se o gás acima da superfície do líquido não se condensar, o tubo de conexão no lado de baixa pressão do transmissor permanecerá seco. Essa situação é chamada de conexão piloto seca. O método para determinar a faixa de medição do transmissor é o mesmo que o do nível do líquido em um recipiente aberto (ver Figura 1-2).
Se o gás presente no líquido se condensar, o líquido se acumulará gradualmente no tubo guia de pressão do lado de baixa pressão do transmissor, causando erros de medição. Para eliminar esse erro, o tubo guia de pressão do lado de baixa pressão do transmissor deve ser previamente preenchido com um determinado líquido. Essa situação é chamada de conexão guia de pressão úmida.
Na situação acima, existe uma pressão hidrostática no lado de baixa pressão do transmissor, portanto, a migração negativa deve ser realizada (ver Figura 1-2).
Figura 1-2 Um exemplo de medição de líquido em um recipiente fechado
Seja X a distância vertical entre os níveis de líquido mais baixo e mais alto a serem medidos, X = 2450 mm. Y é a distância vertical da porta de pressão do transmissor até o nível de líquido mais baixo, Y = 635 mm.
Z é a distância do topo do tubo guia de pressão preenchido com líquido até a linha de base do transmissor, Z=3800mm,
ρ1 é a densidade do líquido, ρ1=1.
ρ2 é a densidade do líquido de enchimento do conduto do lado de baixa pressão, ρ1=1.
h é a altura manométrica máxima produzida pela coluna de líquido X testada, em kPa.
e é a altura manométrica máxima produzida pela coluna de líquido testada Y, em kPa.
s é a altura de pressão produzida pela coluna de líquido empacotado Z, em kPa.
O intervalo de medição é de (es) a (h+es), então
h=X·ρ1=2540×1 =2540mmH2O =24,9KPa
e=Y·ρ1=635×1=635mmH2O =6,23KPa
s=Z·ρ2=3800×1=3800mmH2O=37,27KPa
Portanto: es = 6,23 - 37,27 = -31,04 kPa
h+e－s=24,91+6,23－37,27=－6,13KPa
Nota: Em resumo, na verdade medimos a altura do nível do líquido: altura do nível do líquido H=(P1-PX)/(ρ*g)+D/(ρ*g);
Nota: PX serve para medir o valor da pressão no lado de baixa pressão;
P1 é o valor da pressão medida no lado de alta pressão;
D é a quantidade de migração zero.
Precauções de instalação
A instalação de flange única é importante.
1. Quando o transmissor de membrana de isolamento com flange única para tanques abertos for usado para medição de nível de líquido em tanques abertos, o lado L da interface de baixa pressão deve estar aberto para a atmosfera.
2. Para tanques de líquido selados, o tubo guia de pressão para direcionar a pressão no tanque deve ser instalado no lado L da interface de baixa pressão. Ele especifica a pressão de referência do tanque. Além disso, sempre desaperte a válvula de drenagem no lado L para drenar o condensado na câmara do lado L; caso contrário, ocorrerão erros na medição do nível do líquido.
3. O transmissor pode ser conectado à instalação de flange no lado de alta pressão, conforme mostrado na Figura 1-3. O flange na lateral do tanque geralmente é um flange móvel, que é fixado nesse momento e pode ser soldado com um clique, o que facilita a instalação no local.
Figura 1-3 Exemplo de instalação de um transmissor de nível de líquido tipo flange
1) Ao medir o nível do líquido no tanque, o nível mais baixo (ponto zero) deve ser definido a uma distância de 50 mm ou mais do centro da vedação do diafragma do lado de alta pressão. Figura 1-4:
Figura 1-4 Exemplo de instalação de tanque de líquido
2) Instale o diafragma de flange no lado de alta (H) e baixa (L) pressão do tanque, conforme mostrado na etiqueta do transmissor e do sensor.
3) Para reduzir a influência da diferença de temperatura ambiental, os tubos capilares no lado de alta pressão podem ser amarrados e fixados para evitar a influência do vento e da vibração (os tubos capilares da parte super longa devem ser enrolados e fixados).
4) Durante a operação de instalação, tente não aplicar, tanto quanto possível, pressão de queda do líquido de vedação sobre a vedação do diafragma.
5) O corpo do transmissor deve ser instalado a uma distância superior a 600 mm abaixo da parte de instalação da vedação do diafragma do flange remoto do lado de alta pressão, de modo que a queda de pressão do líquido de vedação capilar seja adicionada ao corpo do transmissor o máximo possível.
6) Obviamente, se não for possível instalar o transmissor a 600 mm ou mais abaixo da parte de instalação da vedação do diafragma do flange devido a limitações das condições de instalação, ou quando o corpo do transmissor só puder ser instalado acima da parte de instalação da vedação do flange por razões objetivas, sua posição de instalação deverá atender à seguinte fórmula de cálculo.
1) h: altura entre a parte de instalação da vedação do diafragma do flange remoto e o corpo do transmissor (mm);
① Quando h≤0, o corpo do transmissor deve ser instalado acima de h (mm) abaixo da parte de instalação da vedação do diafragma do flange.
②Quando h>0, o corpo do transmissor deve ser instalado abaixo de h (mm) acima da parte de instalação da vedação do diafragma do flange.
2) P: Pressão interna do tanque de líquido (Pa abs);
3) P0: O limite inferior da pressão utilizada pelo corpo do transmissor;
4) Temperatura ambiente: -10～50℃.
Data da publicação: 15 de dezembro de 2021