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作者簡介：柳北劍（1987—）江蘇徐州人，從事化工行業12年，曾多次參與建廠及原始開車，實戰經驗較為豐富，目前就職于江蘇威名石化，任工程師職位。

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油水界面下的應用

在化工生產過程中，有許多介質精餾之后是帶少量水的。生產想要的成品是油，而不是水，在這種工況下就需要對油水混合物進行分水作業。分水的原理是根據油和水的密度不同，一般情況下水在下層，油在上層。既然要分水，我們就需要知道水的液位。

所以在測量儀器的選擇上，可以選擇外浮筒液位計，也可以選擇差壓式液位計，兩者各有其優缺點，本節對差壓式液位計測量油水界面進行解析。

假設測量H距離為1.2m，油的密度為0.7，水的密度為1.0，高低壓側導壓管灌滿水做密封液，求差壓變送器的量程。

解：

水位最低液位時差壓：P=（ρ油×g×H）-（ρ水×g×H）

=（0.7×9.8×1.2）-（1.0×9.8×1.2）=-3.528Kpa

水位最高時差壓：P=（ρ水×g×H）-（ρ水×g×H）

=（1.0×9.8×1.2）-（1.0×9.8×1.2）=0Kpa

變送器的量程為：-3.528Kpa至0 Kpa

量程速算：（ρ水-ρ油）×g×H=3.528Kpa

注意：此種算法僅用于油水分層較為明顯的工況。如果油水混溶形成乳化質則不可取。

汽水界面下的應用

概述：

差壓式液位計是目前電廠鍋爐汽包、天然氣制氫重組爐汽包、除氧器等容水設備中用的最普遍的一種測量液位的儀表，因受安裝方式、汽、水密度變化等許多因素的影響，容易引起較大的測量誤差。很多職場小白卻弄不清楚誤差到底是怎么產生的，本章著重介紹它的原理及誤差產生原因。

如圖：

單室平衡容器和雙室平衡容器的輸出差壓都為：ΔP= P+ -P-

常溫常壓工況：ρ1為脫鹽水的密度1.0，ρ2為蒸汽密度0，ρ3為隔離液密度1.0，H為汽包總高度1m，H1為脫鹽水液位0.25m，H2為液面至汽包頂部高度0.5m，H3為平衡容器氣相高度0.1m，L為差壓液位計量程0.5m，求差壓值ΔP。

解：根據公式P=ρgH，

高壓側壓力為：P+ =1.0×9.8×0.5=4.9Kpa

低壓側壓力為：P- =1.0×9.8×0.25=2.45Kpa

差壓值為：ΔP=4.9-2.45=2.45Kpa

高溫高壓工況：經查密度表，當溫度為250℃，壓力為4.0Mpa，ρ1為脫鹽水的密度0.799，ρ2為蒸汽密度0.02，隔離罐內氣體密度約為0.02，ρ3為隔離液密度約為1.0，H為汽包總高度1m，H1為脫鹽水液位0.25m，H2為液面至汽包頂部高0.5m，H3為平衡容器氣相高度0.1m，L為差壓液位計量程0.5m，求差壓值ΔP。

解：根據公式P=ρgH，

高壓側為：P+ =（ρ3×g×L）+（ρ2 g×H3）=（1.0×9.8×0.5）+（0.02×9.8×0.1）

P+=4.920Kpa

低壓側為：P- ≈（ρ1×g×H1）+（ρ2 g×H2）≈（0.799×9.8×0.25）+（0.02×9.8×0.5）#p#分頁標題#e#

P- ≈2.056Kpa

差壓值為：ΔP=4.92-2.056=2.864Kpa

結論：兩種不同工況測量值誤差為ΔP高-ΔP常=2.864-2.45=0.414Kpa，以上所推導的公式是以量程0-0.5m，實際液位為0.25m來計算的，如果量程范圍變大或者實際液位上升，誤差也會相應增大。

通過以上計算公式可以看出，在兩種不同工況下水的密度及蒸汽的密度都不相同，用常溫常壓或高溫高壓狀態下的密度去進行差壓換算并輸入變送器都是不嚴謹的。面對這種情況，必須對汽包液位進行溫壓補償才能對液位修正。在實際工作當中，液位的修正公式可以請設計院提供。

汽水界面與其他液體測量的區別：測量汽水界面液位需要計算蒸汽的密度及水的密度，因為水的密度隨著溫度升高而降低，蒸汽的密度隨著壓力的增大而增加。測量其他常溫常壓介質無需考慮介質密度的變化。

容易混淆的點：因為隔離罐與汽包是連通的，H側與L側它們所承受的汽壓是一樣的。常溫常壓狀態下不必考慮汽相的密度，但溫度及壓力升高后就必須考慮它的密度變化了。