プラントエンジニア

計装設計シリーズ-差圧式レベル計の測定原理と設計における注意点-

更新日:

工場, 貯蔵タンク, 化学, パイプ

はじめに

前章では、液面計の概要について書きました。この記事から、液面計の概要がわかったと思います。本記事では、液面計のうち差圧式のレベル計の測定原理や設計における注意点について説明します。

この記事を読むことで、以下のことがわかります。

・差圧式レベル計の詳細な測定原理

・差圧式レベル計の設計における注意点

 

作者の紹介

・国立大学の工学部、国立大学院の工学部を卒業し、プラントエンジニアリング会社に就職して7年がたちます

・7年間計装設計業務に携わっています

・Twitter(@myu40073086)もやっていますので、フォローお願いします

 

差圧式レベル計の測定原理

差圧式レベル計は、基準面と液位との差圧から、静水圧(ρgh)の計算式により液位を測定する計器です。必要なのは差圧伝送器と計装工事のみです。タンクのノズルから導圧管で差圧伝送器まで圧力を導くだけ。非常にシンプルでなため、最も使用される液面計です。

メリット

以下のメリットがある。

・シンプル

・非常に安価

・差圧伝送器は液面計以外の計測でも用いることがあり、スペアの観点から良い

測定原理

測定原理は先ほどのべたようにρghがわかっていればよい。あとは以下のケースで若干計算方法が異なる。

・開放タンク(タンクのノズルが大気開放されているもの、つまり低圧側は大気圧)

・密閉タンク(タンクのノズルが配管など大気圧ではない、圧力レベルの系につながている)

-密閉タンクのうち、凝縮性液体でないもの(ドライレグ)

-密閉タンクのうち、凝縮性液体であるもの(ウェットレグ)

 

開放タンクの場合は、エレベーションに注意して液位計算すること。

密閉タンクで凝縮性液体の場合は、サプレッションに注意して液位計算すること。ここを押さえていればよい。具体的な計算方法はM-System社のウェブを見てほしい。

また、差圧を2つの圧力伝送器で検知して液位を計測する場合もある。Emerson社のERSと呼ばれる製品。良いところは、現場で電気的に差圧を計算するため、従来の導圧管やリモートシールに比べ応答性が良い点。

 

差圧式レベル計の設計における注意点

・導圧管のルートを高低圧側で極力同じルートとして、圧損や温度差が出るレベルを統一すること。

・密度で液位を計算するため、温度変化による密度差に気を付ける。

・ウェットレグの場合は、コンデンスポットから伝送器までを液体で満たす必要がある。

・伝送器にはマニフォールドを付けるだろうが、高低圧の間の均圧用コックは開かない、もしくは付けないのがよい。ゼロ点調整の場合に、せっかくの圧力差が均圧になってしまうため。

・高圧、低圧側ノズルと伝送器側のH/L表示の定義が異なる場合がある。位置が高いのか、圧力が高いのかよく確認すること。

・伝送器の設置位置は取扱説明書をよくよみ、その通りとすること。高低差により、ヘッドが生じ正しい液位が計測されない場合がある。

 

まとめ

まとめますと、差圧式液面計の選定方法は以下のようになります。

・測定原理は、ρgh

・最も採用されることが多い液面計だが、液位計算方法は解放タンクや密閉タンクなどにより異なる。

・注意点が多数あり、施工時に注意が必要

-プラントエンジニア

Copyright© プラント・計装エンジニアのためのブログ , 2021 All Rights Reserved Powered by STINGER.