專利名稱：有機硅流化床床層高度的測量用裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種石油化工生產過程參數測量，更具體地說，涉及ー種流化床的床層高度測量用裝置。
技術背景流化床是非均相反應器,反應氣體自下而上通過流化床內的固體顆粒，當氣體速度増加到一定程度時，顆粒被氣體浮起作懸浮運動，這種現象叫固體流化，理想的流化狀態，可使反應物轉化率提高。流化床的床層高度是判斷流化狀態的ー個重要手段。因此，床層高度的測量對于流化床的エ藝操作非常重要。傳統流化床床層高度測量，應用Y射線料位測量儀，其缺點I、對人體有輻射傷害，操作人員有恐懼心理。2、維護、檢修、安裝困難。3、流化床內有檔板或指形管影響測量結果。4、測量結果誤差大，影響因素多。5、價格昂貴。
發明內容本實用新型的目的在于克服現有技術之不足，尋找難以直接測量的過程參數的檢測用裝置。現代先進過程控制技術，應用越來越廣泛，也給生產帶來了可觀的經濟效益。根據流化床的エ藝特點，可以選擇軟測量技術實現床層高度的測量用裝置。軟測量技術是針對難以直接測量而又對エ藝操作非常重要的過程變量而采用的一種先進過程控制技木，首先選擇與被測變量相關的ー個可測變量，依據這個可測變量與難以直接測量的被測變量之間的數學關系，即軟測量模型，并通過各種數學計算和估計方法，間接得到被測變量的值提供一種有機硅流化床床層高度的檢測技術。采用間接測量的思路，利用易于獲得的信息，通過模型計算來實現對被測變量的計算，這種計算稱為軟測量技術，或稱為軟儀表，也稱為虛擬傳感器。建立軟測量數學模型，配套ー種有機硅流化床床層高度的測量用裝置，通過在DCS控制系統中建立的數學模型計算出被測變量。軟測量數學模型是根據流化床化學反應動力學原理，在忽略器壁效應的情況下，作用于固體顆粒上的力有兩種，ー是向下作用的重力，另ー種為向上的浮力和流體阻力。在顆粒懸浮靜止吋，向上和向下的作用力相等，可表示為(I- ε mf) P Sg = hmfAt (I- ε mf) P fg+ Δ PAt得床層高度與壓カ降的函數關系為Hmf= (I-Emf) ( P S-P f) g/Δ P式中H mf——臨界流化點的床層高度(被測變量)[0018]Δ P—流化床壓カ降(在線測量)Emf——臨界空隙率Emf = 1_1/R(R為膨脹比，I. 15 2之間的常數)P s——固體顆粒密度(固定值,可測量)P f-流體密度 Pf = ff/VmfW-固體顆粒重量(固定值，可測量)Vmf-臨界流化點床層體積Vmf = V0*RVO-固體顆粒堆積體積VO = W/ P sg——重力加速度(常數)上式即為有機硅流化床床層高度的軟測量數學模型。根據上述有機硅流化床床層高度的軟測量數學模型，可推導出流化床壓カ降與床層高度的動態特性相近、關系密切，又是可測變量，便于測量和維護，能滿足模型精度要求，剰余的參數可以利用專家的經驗和實驗分析的方法獲得，所以，選擇流化床壓カ降作為軟測量數學模型的可測變量，也就是說，通過測量流化床壓カ降，可以有效獲得床層高度。所述流化床壓カ降系指流化床底部和頂部之間的壓力降。一種有機硅流化床床層高度的測量用裝置，其特征在干，設有氣體反吹系統，設有壓カ測量控制系統；反吹氣體進穩壓和流量調節器，進旋風除塵器，經截止閥再進取壓管線，再進入流化床；旋風除塵器上部連有壓カ變送器，壓カ變送器為隔膜密封型壓カ變送器，其電信號送至DCS控制系統；旋風除塵器下部連有球閥，旋風除塵器出口連有截止閥，反吹氣體經旋風除塵器進取壓管線；反吹氣體再經管線進流化床；所述管線與床壁徑向軸線的夾角為40° 65° ;所述取壓管線與床壁徑向軸線的夾角為40° 65°。本床層高度測量用裝置，利用簡單的、傳統的電子變送器和輔助元件，通過DCS系統的強大軟件控制功能，替代有輻射傷害、價格昂貴的Y射線測量儀，克服Y射線測量儀的缺點，符合安全、健康、節能環保要求。本床層高度測量用裝置，利用現代先進過程控制技術和計算機軟件系統，通過對數學模型程序的編制和功能塊搭接，實現了難以直接測量而又對エ藝操作非常重要的床層高度測量。測量結果滿足エ藝操作要求。本床層高度測量用裝置，利用傳統的電子變送器使測量的可靠性增強，使裝置不再因床層高度檢測系統失效而處于盲操作狀態，使裝置的可操作性大幅度提升。本床層高度測量用裝置與軟測量技術的應用，使エ藝過程復雜、操作條件非常惡劣的有機硅裝置的工作狀況，在一定程度上得到了改善。本實用新型的優點，是將傳統的檢測技術和現代先進過程控制技術相結合，應用于有機硅裝置生產過程中床層測量上，替代了傳統的Y射線料位測量儀，使裝置處于有效控制狀態，維護量大幅度降低，減少裝置的運行費用，符合安全、健康和環保要求，安裝容易，測量準確，給生產帶來了可觀的經濟效益。
圖I為本實用新型的測量系統圖。圖2為本實用新型的管線與床壁的連接示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實例對本實用新型作出進ー步地詳細描述。有機硅流化床床層高度的測量數據和諸多現場實驗證明，床層高度測量的數學模型是可行的、可靠的。根據上述有機硅流化床床層高度的測量數學模型，可知，流化床壓カ降與床層高度的動態特性相近、關系密切，據此需要設定ー種壓カ測量用的裝置。這種壓力測量用的裝置，需要解決兩個問題ー是磨損問題，ニ是測量管路堵塞問題。堵塞問題，包括硅粉顆粒堵塞和反應過程中產生粘稠狀的副產品的堵塞。簡單的普通壓カ變送器，不能完全解決上述兩個問題，必須采取相應的措施，才能有效測量。如圖所示，反吹氣體進穩壓和流量調節器1，進旋風除塵器2，經截止閥4再進取壓管ロ 6，反吹氣體入流化床；旋風除塵器2上部連有壓力變送器3，其電信號送至DCS控制系 統，與流化床頂部壓カ變送器的電信號比較得到床層壓カ降，旋風除塵器2下部連有球閥5，旋風除塵器2連有截止閥4，反吹氣體進取壓管ロ 6 ;反吹氣體再進流化床，管線7與床壁徑向軸線的夾角為45°，取壓管ロ 6與床壁徑向軸線的夾角為45°，作用是使進入反吹管的硅粉容易吹出；管線7坡度45°，作用是使進入短管內的硅粉不易堆積。穩壓和流量調節器I的作用，是將測量用裝置出ロ壓カ與流化床內壓カ調節達到平衡狀態，選用金屬管浮子流量計，配套有出口壓カ恒流器；旋風除塵器2，所示的外形結構，作用在干，將正常測量過程中飛入反吹管微量硅粉，聚集在旋風除塵器2的底部，聚集后排掉，避免這些微量硅粉集塵到其它部位形成堵塞。壓カ變送器3，選用隔膜密封型，相比普通變送器，可防止微量硅粉對變送器的損壞。截止閥4，選用卡套連接形式，安裝維修方便。球閥5，選用法蘭連接形式，球閥5更便于沉積的硅粉排放。取壓管ロ 6，所示的外形結構，為防止副反應產生的粘稠狀物質，堵塞法蘭短管部分，反吹用取壓管ロ 6要焊在床壁上，取壓管ロ 6與床壁徑向軸線的夾角為45°，作用是使進入反吹管的硅粉容易吹出；管線7要伸入床壁，管線7與床壁徑向軸線的夾角為45°，作用是使進入短管內的硅粉不易堆積。
權利要求1.一種有機硅流化床床層高度的測量用裝置，其特征在干，設有氣體反吹系統，設有壓力測量控制系統；反吹氣體進穩壓和流量調節器(I)，進旋風除塵器(2)，經截止閥(4)再進取壓管ロ出)，反吹氣體入流化床；旋風除塵器(2)上部連有壓力變送器(3)，壓カ變送器(3)為隔膜密封型壓カ變送器，其電信號送至控制系統，旋風除塵器(2)下部連有球閥(5)，旋風除塵器(2)連有截止閥(4)，反吹氣體進取壓管ロ(6);反吹氣體經管線(7)再進流化床。
2.按照權利要求I所述有機硅流化床床層高度的測量用裝置，其特征在于，所述管線(7)與床壁徑向軸線的夾角為40° 65°。
3.按照權利要求I所述有機硅流化床床層高度的測量用裝置，其特征在于，所述取壓管ロ(6)與床壁徑向軸線的夾角為40° 65°。
專利摘要本實用新型涉及一種石油化工生產過程參數測量，一種有機硅流化床床層高度的測量用裝置，其特征在于，設有氣體反吹系統，設有壓力測量控制系統；本有機硅流化床床層高度的測量數據和諸多現場實驗證明，床層高度測量的數學模型是可行的、可靠的。利用簡單的、傳統的電子變送器和輔助元件，通過DCS系統的強大軟件控制功能，替代有輻射傷害、價格昂貴的γ射線測量儀，本實用新型的優點，是將傳統的檢測技術和現代先進過程控制技術相結合，應用于有機硅裝置生產過程中床層測量上，替代了傳統的γ射線料位測量儀，使裝置處于有效控制狀態，維護量大幅度降低，減少裝置的運行費用，符合安全、健康和環保要求，安裝容易，測量準確，給生產帶來了可觀的經濟效益。
文檔編號G01F23/14GK202403761SQ20112053141
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者于暘, 孫旭, 鞏傳志, 張紅秋, 李秀春, 王秋紅 申請人:中石油東北煉化工程有限公司吉林設計院