如何正确安装双法兰液位变送器

安装双法兰液位变送器是一个需要细致和规范操作的过程，正确的安装是保证其长期稳定、准确测量的关键。以下是详细的步骤、注意事项和最佳实践。

一、核心安装原理

双法兰液位变送器实际上是通过测量两个法兰之间的压力差来计算出液位高度的。其基本原理是：

• 高压侧 (H, High-Pressure Side)： 通常安装在设备或储罐的底部。它感受到的压力是液柱的静压加上罐内的气相压力。

• 低压侧 (L, Low-Pressure Side)： 通常安装在设备或储罐的顶部。它感受到的压力仅为罐内的气相压力。

• 计算差压 (ΔP)： 变送器计算 ΔP = P高压侧 - P低压侧 = ρgh（其中ρ为液体密度，g为重力加速度，h为液位高度）。因此，测得的差压ΔP直接对应液位高度h。

二、安装前准备

1. 确认规格型号： 核对变送器的量程、精度、法兰规格、膜片材质、填充液类型等是否与工艺介质、设备压力和温度要求相符。

2. 检查配件： 确认毛细管长度、法兰垫片、螺栓等配件齐全且完好无损。检查毛细管是否有弯曲、压扁或泄漏。

3. 工具准备： 准备好合适的扳手、垫片、螺栓、吊装设备（如需要）及安全防护用品。

4. 工艺准备： 确保安装的设备或储罐已经隔离、排空、泄压、清洗吹扫，并办理好相关安全作业票证。这是安全施工的首要前提！

三、安装步骤与规范

步骤 1：安装法兰

1. 选择取压口位置：

• 高压侧法兰： 应安装在设备底部，但要避开排污口或物料出口，防止沉淀物堵塞膜片。对于易结晶、易凝固介质，可考虑采用延伸法兰或吹洗装置。

• 低压侧法兰： 安装在设备顶部气相空间，确保测量的是纯净的气相压力。

2. 安装法兰到设备：

• 在设备法兰接口处装上合适的垫片（材质需耐介质腐蚀）。

• 将双法兰的两个法兰片分别对准设备的高低取压口，用螺栓对称、均匀地紧固，确保密封良好，防止泄漏。

• 注意： 在紧固螺栓时，绝对不要扭曲或挤压毛细管，应保持其自然弯曲状态。

步骤 2：固定变送器本体

变送器本体的安装位置非常关键，会直接影响测量精度。

1. 最佳位置： 将变送器本体安装在低压侧（顶部）法兰的高度附近。这样可以最大限度地减少低压侧毛细管中填充液因环境温度变化而产生的静压误差。

2. 安装方式： 通常通过变送器表头上的安装夹，将其固定在垂直或水平的安装管（过程连接器）上。安装管应牢固稳定，避免振动。

3. 环境考虑： 避免安装在温度剧烈波动、强烈振动或可能被设备撞击的位置。如果环境温度变化大，应考虑保温或伴热。

步骤 3：毛细管的铺设与固定

1. 自然弯曲： 让毛细管呈自然的大半径圆弧状弯曲，弯曲半径通常要求不小于75mm（具体参考厂家手册）。严禁毛细管出现扭结、死弯或尖锐弯曲，这会损坏内部填充液通道，导致测量失效。

2. 固定保护： 使用专用的电缆扎带或管夹将毛细管固定在安装支架或工艺管线上，避免其随意摆动。多出的毛细管应盘绕整齐并固定好，盘绕直径应大于150mm。

3. 远离热源/冷源： 铺设路径应远离高温管线、热表面或低温表面，防止毛细管内填充液因温度变化产生额外压力。高、低压侧的毛细管应尽量并行铺设在同一环境温度下，这样温度变化对两者的影响可以相互抵消。

步骤 4：电气接线

1. 打开接线盒盖： 使用合适的螺丝刀拧开变送器接线腔的盖板。

2. 接入电缆： 将信号电缆（通常是两芯屏蔽电缆）穿过电缆接头引入接线腔。

3. 正确接线： 按照变送器壳体上标注的接线图，将电源正负极分别接到“+"和“-"端子上。务必确保极性正确。

4. 紧固与密封： 拧紧电缆接头，确保其防水防爆。接线完成后，盖紧接线盒盖并拧紧螺丝，恢复变送器的防爆和防护等级（如IP66, IP67）。

步骤 5：调试与零点迁移

这是最关键的一步，直接决定测量是否准确。

1. 理论准备： 双法兰变送器由于毛细管中填充液的存在，会产生一个固定的静压，因此几乎100%需要进行“零点迁移"（或称为“零点调整"）。

2. 迁移条件：

• 理想调试状态（基准点）： 当设备液位处于零点（0%），即 H(高压侧)和L(低压侧)法兰中心线在同一水平面上且设备内无压力时，变送器输出应为4mA。

3. 迁移方法：

• 这是一种更精确的方法。计算出当液位在0%时，理论上变送器应该测得的差压值（这个值通常为负值，因为高压侧毛细管的静压可能大于低压侧）。

• 使用手操器，手动将LRV（4mA对应的值）设置为这个计算出的理论值。这个计算通常由设计院或厂家提供，涉及毛细管填充液密度和高度差。

• 确保罐内液位为0（空罐），且设备压力为常压（如果工艺允许）。

• 使用手操器（HART或其他协议）连接变送器。

• 执行“零点调整"命令（例如，在手操器中选择“Set LRV to current output"或类似选项），将当前测量值设置为4mA对应的下限值（LRV）。

• 情况一：液位为零时（空罐）

• 情况二：无法空罐或带压

• 量程设置： 将液位100%时对应的差压值（ΔP = ρgH，H为法兰中心距）设置为上限值（URV，对应20mA）。

四、重要注意事项

1. 安全第一： 严格遵守工艺装置的安全规程，隔离、泄压、锁定能源是必须的步骤。

2. 保护膜片： 变送器的核心是两侧的法兰膜片，非常脆弱。安装、运输过程中严禁用硬物撞击、划伤膜片。紧固螺栓时力度要均匀，防止压坏膜片。

3. 毛细管是生命线： 严禁踩踏、挤压、扭曲毛细管。任何对毛细管的损伤都可能导致整台仪表报废。

4. 温度补偿： 如果环境温度变化较大，高、低压毛细管必须一起铺设，让它们处于相同的温度环境中，以抵消温度影响。

5. 迁移是关键： 不进行正确的零点迁移，测量结果将错误。务必理解迁移的原理并正确操作。