Aplicação de medidor de nível de líquido ultrassônico com fixação externa no monitoramento de segurança de tanques de armazenamento de amônia líquida.

1. Introdução às propriedades da amônia líquida A amônia é uma importante matéria-prima no processo de produção química. A amônia é um gás inflamável e uma substância tóxica. Ela se dissolve facilmente em água, formando amônia aquosa sob temperatura e pressão normais, e se liquefaz facilmente em um líquido incolor sob pressão. Para facilitar o armazenamento e o transporte, a indústria geralmente adota a liquefação da amônia em temperatura e pressão normais ou em baixa temperatura e pressão. Os perigos da amônia são os seguintes: (1) As propriedades físicas da amônia são: incolor e com odor irritante; fórmula molecular N₂H₃, massa molecular 17,03, densidade relativa 0,7714 g/L, ponto de fusão -77,7 °C, ponto de ebulição 33,35 °C e ponto de autoignição 651,1 °C; ela pode causar incêndio ou explosão em contato com uma fonte de ignição. O limite de explosão da mistura de vapor de amônia líquida e ar é de 16% a 25% (a concentração mais inflamável é de 17%). É solúvel em clorofórmio e éter e é um bom solvente para muitos elementos e compostos. (2) As propriedades químicas da amônia líquida são alcalinas em solução aquosa. A amônia líquida ataca alguns plásticos, borracha e revestimentos. A amônia líquida é difícil de inflamar quando exposta ao calor e fogo aberto, e seu perigo é baixo, mas quando a mistura de amônia e ar atinge a faixa de concentração de 16% a 25%, ela queima e explode quando exposta ao fogo aberto. Se houver óleo ou outras substâncias inflamáveis ​​presentes, o perigo é ainda maior. A amônia líquida não pode coexistir com acetaldeído, acroleína, boro, halogênios, peróxido de hidrogênio e outras substâncias. (3) Toxicologia da amônia líquida: O gás amônia invade o corpo humano pelas vias respiratórias, possui efeitos alcalinos irritantes e corrosivos sobre as membranas mucosas e a pele, podendo causar lise e necrose tecidual, e, em altas concentrações, provocar parada respiratória reflexa e parada cardíaca. O contato ocular com amônia líquida ou gás amônia em alta concentração pode causar queimaduras e, em casos graves, perfuração da córnea. O contato da pele com amônia líquida também pode causar queimaduras. Quando a concentração de amônia no ar atinge 700 mg/m³, o corpo humano pode ser intoxicado por inalação em 30 minutos, e quando a concentração atinge 1750-4500 mg/m³, pode ser fatal. (4) Além disso, o gás formado durante o vazamento de amônia líquida e a mistura formada pela dissolução em água têm efeitos nocivos graves sobre o meio ambiente, podendo causar poluição da água, do solo e da atmosfera. Em resumo, o vazamento de amônia líquida apresenta sérios riscos, e o tanque de armazenamento de amônia líquida é uma das principais fontes de perigo. Nos últimos anos, vários acidentes graves de intoxicação aguda causados ​​por vazamento de amônia têm ocorrido com frequência, tanto no país quanto no exterior. Portanto, o monitoramento do nível de líquido no tanque de armazenamento de amônia líquida é crucial. 2. Introdução de líquido montado externamente indicador de nível O medidor de nível de líquido externo adota o princípio de alcance por sonar, utilizando uma sonda especial fixada na parte externa da parede do recipiente para coletar sinais de sonar. O sistema tem como núcleo uma tecnologia especial de processamento de ondas de sonar e adota tecnologia avançada de processamento de sinais de alta velocidade, utilizando um algoritmo especial da Shaanxi Kaidi para calcular com precisão o nível do líquido no recipiente. O valor calculado do nível do líquido é exibido localmente e o sinal remoto é emitido. O instrumento pode enviar os resultados da medição para a central de controle através de sinais analógicos de (4-20) mA, HART, RS-485 e outras interfaces, além de permitir a depuração online através de interfaces HART, RS-485, infravermelho e outras. Como mostrado na Figura 1, durante a medição do nível do líquido, o sinal da onda de sonar é emitido pela sonda e o sinal de eco é detectado pela sonda após ser refletido pela superfície do líquido. O sinal de eco é processado por um algoritmo proprietário para calcular o tempo t, e o sistema calcula a altura do nível do líquido de acordo com a fórmula. H = v × (t/2 - tg/2) × α: altura do nível do líquido; v: velocidade de propagação da onda sonar no líquido; t: tempo decorrido desde o lançamento até o retorno da onda sonar; tg: tempo de transmissão da onda sonar na parede do tanque; α: fator de correção. 3. Vantagens da aplicação de medidores de nível de líquido externos na instalação de tanques de armazenamento de amônia líquida. O medidor de nível de líquido externo de dois fios apresenta consumo de energia ultrabaixo e atende ao padrão de instrumentação de dois fios na área industrial, o que simplifica os requisitos de fiação em campo e é mais adequado à segurança e à prova de explosão. 2. Tecnologia exclusiva de calibração por temperatura: A amônia líquida é um meio com uma variação de densidade relativamente grande sob a influência da temperatura. Quando o nível de amônia líquida no tanque de armazenamento for inferior à metade, se o modo de calibração com sonda lateral for utilizado, a calibração não será correta, afetando assim a precisão dos resultados da medição. O medidor de nível de líquido externo com modo de calibração por temperatura da nossa empresa requer apenas a instalação de uma sonda de medição no fundo do tanque de armazenamento, capaz de coletar a temperatura em tempo real da amônia líquida em seu interior (sem necessidade de instalar sondas laterais). Com essa sonda, é possível obter a temperatura interna do tanque e, a partir do extenso banco de dados do software Kaidi, calcular a velocidade do som na amônia líquida nessa temperatura, garantindo assim a alta precisão dos resultados da medição. O modo de calibração por temperatura não só melhora significativamente a precisão, como também permite a calibração em tempo real em escala completa, além de simplificar o método de instalação. Em particular, a dispensa da instalação de sondas laterais em tanques esféricos reduz consideravelmente o trabalho dos instaladores no local. 3. A precisão de medição do medidor de nível de líquido externo é extremamente alta, chegando a 1‰FS. A função integrada de supressão de ondas falsas na borda inferior, o algoritmo de controle automático de potência, o algoritmo de controle automático da taxa de amostragem e outras funções aprimoram significativamente a precisão da medição. Em alguns casos práticos, a precisão absoluta chega a 1 cm. 4. O algoritmo avançado de controle automático de potência permite alcançar uma área cega mínima ou até mesmo a ausência de áreas cegas. Quando o nível do líquido está alto, utiliza-se maior potência; quando o nível está baixo, utiliza-se menor potência, alternando automaticamente a potência da sonda. Isso não só aumenta a faixa de medição, como também reduz a zona morta. Dessa forma, obtém-se um ponto cego mínimo, permitindo medições sem pontos cegos. 5. Medição de nível de líquido sem contato, garantindo a realização segura de medições verdadeiramente sem contato, o que simplifica e facilita bastante a instalação e a manutenção.

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