1 引言
罐醫測量問題多年來一直沒有很好解決,目前國內煉油廠罐區大都采用下 儀表:浮子鋼帶液位計、靜壓/差壓液值計、伺服液位計、雷達液位計 。浮子鋼帶液位計安裝復雜,精度不高,維護堆很大,許多由于年久失修逐漸被淘汰,而改用先進儀表代替。靜壓/差壓液位計有的是罐內投入式安裝,有的是罐外單法蘭或雙法蘭安裝,測量時如果介質溫度及密度發生變化,會使測量結果產生較大誤差。有時安裝位置不同決定變迷器要進行零點遷移,若考慮不慎.定貨時只考慮測量范圍而沒考慮正負遷移問題,而現場需要的遷移量有時會比測量范圍大,定的貨到現場后不能應用。伺服液位計的測量精度很高,有的可達=/10.7ram,功能也很強,能同時測量界面和密度等參數,但安裝要求也較高, 其測量鋼絲非常細,少數情況會出現鋼絲折斷現象,從而導致測量無法進行,另外,伺服液位計價格相對較貴,只有當做計量應用時才考慮選用。雷達液位計是一種技術轉成工業應用的儀表,由于價格昂貴,影響了其大范圍使用;但去年德國E—H公司推出了新的經濟型雷達液位計系列,由于其性能可靠、價格低而受到普遍關注 尤其是在石化企業罐區液位測量方面有非常廣闊的應用前景 罐區測量自動化已被國家有關部門及各生產廣家進一步重視,罐區改造項目也在全國石化企業中已經或正在施工.有的正在積極醞釀之中。
隨著能源需求及工業生產的發展,我國煉油廣數量及煉油能力都隨之大幅增加,工廠內設備與裝置總數也大大增加,工藝和控制手段更加復雜先進,對儀表的需求量逐漸增加,同時,對過程中的測量要求更加嚴格,要求儀表在測量中能提供穩定可靠 度高的在線數據 每個煉油廠都有大量的儲罐組成的罐區,為了隨時掌握庫存和調度生產,就必須對各個罐進行測量.并把數據傳送給中控室及技術人員,并可通過網絡直接送達廠長或, 便作出各種決策。在煉油廠罐區中,各個罐不盡相同 按內部結構不同可分為拱頂罐、內浮頂罐、外浮頂罐、球罐等,按壓力等級不同可分為常壓罐、中高壓罐等 罐內儲存的介質種類也較多,如原油、輕質油、重質油等。這些介質有的極易揮發,比重和介電常數都很低.有的非常粘稠比重較大,有的還有毒性。由于罐區所在區域都屬于防爆區,所以對儀表防爆要求也較高。除 上情況外,由于儲罐數量較多.改造資金有限,儀表價格又不能太貴 所 選用經濟型雷達液位計進行測量,這種液位計具有非接觸性,安裝簡便,測量精度高,本安防爆兩線制,價格較低等特點,較好地滿足需要。下面對儀表的工作原理,技術特性,應用結果等分別作以介紹
2 儀表的工作原理及其特性
FMR23l是按“俯視式"時間行程測量原理(PT0F)進行工作的,用于測量探頭安裝處到液位表面的間距,其結構非常簡單,主要由儀表外殼、過程連接和短桿天線組成.微波脈沖從天線處向被測介質表面發射.發射波在液面處被反射.反射波被同一天線接收.發射及反射波束均被采樣,經信號處理后得到過程連接處到被測介質表面的距離D,D 正比于微波脈沖的時間行程T,即:D— c71/2,其中c是波束傳播速度,為常數。因過程連接處到測量零點的距離E 已知,由此可算出液位高度L—E—D,液位計因為采用了工作頻率為5.8GHz的微波脈沖信號,所以在測量中不受介質溫度、壓力、蒸氣以及氣體等因素影響,測量范圍可達20 m,并在20 m范圍內任意設定。其智能化程度較高,輸出4~20 mA標準模擬信號并疊加HART協議數字通信信號,采用兩線制24VDC供電,并可在兩線間接手操器DXR275進行現場或控制室遠程組態,或經過接口卡FxA191直接接到PC機上進行組態,組態過程
并不影響測量,組態或操作采用矩陣表式結構,非常清晰且簡便易懂,通過PC機可以觀察到、測量曲線,一目了然地看到有哪些干擾,干擾物在何位置及干擾幅度有多大,并可啟動干擾自動抑制功能,使測量更加可靠。
該儀表輻射率低,僅為1 w,對周圍環境及人員沒有危害,具有本安防爆功能,可帶現場顯示模塊。安裝方式可以采用螺紋或法蘭直接安裝在罐頂部,也可安裝在導波管或旁通管頂部經濟型雷達液位計與傳統接觸式液位計相比具有以下優點:① 安裝簡便,安裝費用低。在煉油廠罐區測量應用時.可以不用清罐和倒罐,直接哥町用原有條件安裝,安裝要求不復雜,節省時間又省費用;② 維護費用低 幾乎免維護,要求備品備件量少,節約資金。降低了儀表工的勞動強度,提高了生產效率;③智能化,精度高.工作可靠,功能強大。有自檢功能、干擾抑制功能,能隨時顯示、檢查輸出電流值,能人工模擬輸出液位值、電流值.并可將罐內液位轉換成體積顯示和輸出。
輸出數字信號可以進行通信,保證將來系統升級。
3 應用情況
將雷達液位計安裝在某化纖公司煉油廠C207罐上進行實地應用 該罐為外浮頂式,容積為10 000 m .罐高18 m,介質是石腦油.溫度小于40 C,由于石腑油介電常數較低,需加裝導波管,因此將其安裝在罐頂原有人工檢尺管平法蘭上方,經改造,既能用儀表直接進行測量,又可同時進行人工檢尺,互不影響,原有人工檢尺倒向管兼作雷達液位計導渡管用.在不清罐不倒罐的情況下安裝調試.其安裝簡圖如圖1所示。
在26天,54次的人工檢尺和儀表測量對比考核中,除第1次調試后立即測量的誤差較大為0.19 m 外,經過適當調節,又連續地進行了現場考核 由儀表車間和油品車間分別出專人監督測量,并記錄結果,所得數據如表1所示,其zui大誤差為20 mm,zui小誤差為5 mm。誤差曲線如圖2所示,經考核,當罐位從0.3 m 到6.2 m 之間反復變化時,儀表反應速度快,靈敏度高,回波質量可達37 dB。還對液面以上的干擾信號進行丁內部軟件抑制,效果良好.接電腦檢查測量波形圖也比較理想。當設置和操作過程有問題時,儀表會自診斷進行報警,井顯示故障代碼,表中給出相應處理方法,能夠快速解決問題。
經濟型雷達液位計在儲罐測量中完滿足現場要求,是一種性價比很高的儀表,其工作性能穩定可靠,操作方便安全,保護等級較高,抗干擾能力強,值得推廣應用 在拱頂罐、內浮頂罐、外浮頂罐上裝了多臺FMR23l雷達液位計,測量不同的介質都取得了滿意的成功。但是.在應用時要注意隨著工況的變化.采取不同的選型及安裝方式來獲得*效果.實踐中總結出值得重視的2點經驗:① 如果介質不導電且介電常數較低,其反射波能量會有所減弱,這可以通過加裝導波管來解決,導潑管能使波束能量聚積,減少損失,從而提高測擐范麗和測量精度,但導波管的口徑不要太大,導波管內壁要平滑,不要有毛刺;② 是直接在罐頂安裝時,其發射天線·定要探入到罐內進行測量,既應該盡量減小短接管的長度或選擇較長天線的儀表,以免在安裝處產生干擾。
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