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雷达液位计在炼油厂罐区测量系统中的应用
点击次数:770 发布时间:2015-06-08

1 引言
  罐医测量问题多年来一直没有很好解决,目前国内炼油厂罐区大都采用下 仪表:浮子钢带液位计、静压/差压液值计、伺服液位计、雷达液位计 。浮子钢带液位计安装复杂,精度不高,维护堆很大,许多由于年久失修逐渐被淘汰,而改用先进仪表代替。静压/差压液位计有的是罐内投入式安装,有的是罐外单法兰或双法兰安装,测量时如果介质温度及密度发生变化,会使测量结果产生较大误差。有时安装位置不同决定变迷器要进行零点迁移,若考虑不慎.定货时只考虑测量范围而没考虑正负迁移问题,而现场需要的迁移量有时会比测量范围大,定的货到现场后不能应用。伺服液位计的测量精度很高,有的可达=/10.7ram,功能也很强,能同时测量界面和密度等参数,但安装要求也较高, 其测量钢丝非常细,少数情况会出现钢丝折断现象,从而导致测量无法进行,另外,伺服液位计价格相对较贵,只有当做计量应用时才考虑选用。雷达液位计是一种技术转成工业应用的仪表,由于价格昂贵,影响了其大范围使用;但去年德国E—H公司推出了新的经济型雷达液位计系列,由于其性能可靠、价格低而受到普遍关注 尤其是在石化企业罐区液位测量方面有非常广阔的应用前景 罐区测量自动化已被国家有关部门及各生产广家进一步重视,罐区改造项目也在全国石化企业中已经或正在施工.有的正在积极酝酿之中。
  随着能源需求及工业生产的发展,我国炼油广数量及炼油能力都随之大幅增加,工厂内设备与装置总数也大大增加,工艺和控制手段更加复杂先进,对仪表的需求量逐渐增加,同时,对过程中的测量要求更加严格,要求仪表在测量中能提供稳定可靠 度高的在线数据 每个炼油厂都有大量的储罐组成的罐区,为了随时掌握库存和调度生产,就必须对各个罐进行测量.并把数据传送给中控室及技术人员,并可通过网络直接送达厂长或, 便作出各种决策。在炼油厂罐区中,各个罐不尽相同 按内部结构不同可分为拱顶罐、内浮顶罐、外浮顶罐、球罐等,按压力等级不同可分为常压罐、中高压罐等 罐内储存的介质种类也较多,如原油、轻质油、重质油等。这些介质有的极易挥发,比重和介电常数都很低.有的非常粘稠比重较大,有的还有毒性。由于罐区所在区域都属于防爆区,所以对仪表防爆要求也较高。除 上情况外,由于储罐数量较多.改造资金有限,仪表价格又不能太贵 所 选用经济型雷达液位计进行测量,这种液位计具有非接触性,安装简便,测量精度高,本安防爆两线制,价格较低等特点,较好地满足需要。下面对仪表的工作原理,技术特性,应用结果等分别作以介绍
2 仪表的工作原理及其特性
  FMR23l是按“俯视式"时间行程测量原理(PT0F)进行工作的,用于测量探头安装处到液位表面的间距,其结构非常简单,主要由仪表外壳、过程连接和短杆天线组成.微波脉冲从天线处向被测介质表面发射.发射波在液面处被反射.反射波被同一天线接收.发射及反射波束均被采样,经信号处理后得到过程连接处到被测介质表面的距离D,D 正比于微波脉冲的时间行程T,即:D— c71/2,其中c是波束传播速度,为常数。因过程连接处到测量零点的距离E 已知,由此可算出液位高度L—E—D,液位计因为采用了工作频率为5.8GHz的微波脉冲信号,所以在测量中不受介质温度、压力、蒸气以及气体等因素影响,测量范围可达20 m,并在20 m范围内任意设定。其智能化程度较高,输出4~20 mA标准模拟信号并叠加HART协议数字通信信号,采用两线制24VDC供电,并可在两线间接手操器DXR275进行现场或控制室远程组态,或经过接口卡FxA191直接接到PC机上进行组态,组态过程
并不影响测量,组态或操作采用矩阵表式结构,非常清晰且简便易懂,通过PC机可以观察到、测量曲线,一目了然地看到有哪些干扰,干扰物在何位置及干扰幅度有多大,并可启动干扰自动抑制功能,使测量更加可靠。
  该仪表辐射率低,仅为1 w,对周围环境及人员没有危害,具有本安防爆功能,可带现场显示模块。安装方式可以采用螺纹或法兰直接安装在罐顶部,也可安装在导波管或旁通管顶部经济型雷达液位计与传统接触式液位计相比具有以下优点:① 安装简便,安装费用低。在炼油厂罐区测量应用时.可以不用清罐和倒罐,直接哥町用原有条件安装,安装要求不复杂,节省时间又省费用;② 维护费用低 几乎免维护,要求备品备件量少,节约资金。降低了仪表工的劳动强度,提高了生产效率;③智能化,精度高.工作可靠,功能强大。有自检功能、干扰抑制功能,能随时显示、检查输出电流值,能人工模拟输出液位值、电流值.并可将罐内液位转换成体积显示和输出。
输出数字信号可以进行通信,保证将来系统升级。
3 应用情况
将雷达液位计安装在某化纤公司炼油厂C207罐上进行实地应用 该罐为外浮顶式,容积为10 000 m .罐高18 m,介质是石脑油.温度小于40 C,由于石腑油介电常数较低,需加装导波管,因此将其安装在罐顶原有人工检尺管平法兰上方,经改造,既能用仪表直接进行测量,又可同时进行人工检尺,互不影响,原有人工检尺倒向管兼作雷达液位计导渡管用.在不清罐不倒罐的情况下安装调试.其安装简图如图1所示。

在26天,54次的人工检尺和仪表测量对比考核中,除第1次调试后立即测量的误差较大为0.19 m 外,经过适当调节,又连续地进行了现场考核 由仪表车间和油品车间分别出专人监督测量,并记录结果,所得数据如表1所示,其zui大误差为20 mm,zui小误差为5 mm。误差曲线如图2所示,经考核,当罐位从0.3 m 到6.2 m 之间反复变化时,仪表反应速度快,灵敏度高,回波质量可达37 dB。还对液面以上的干扰信号进行丁内部软件抑制,效果良好.接电脑检查测量波形图也比较理想。当设置和操作过程有问题时,仪表会自诊断进行报警,井显示故障代码,表中给出相应处理方法,能够快速解决问题。

经济型雷达液位计在储罐测量中完满足现场要求,是一种性价比很高的仪表,其工作性能稳定可靠,操作方便安全,保护等级较高,抗干扰能力强,值得推广应用 在拱顶罐、内浮顶罐、外浮顶罐上装了多台FMR23l雷达液位计,测量不同的介质都取得了满意的成功。但是.在应用时要注意随着工况的变化.采取不同的选型及安装方式来获得*效果.实践中总结出值得重视的2点经验:① 如果介质不导电且介电常数较低,其反射波能量会有所减弱,这可以通过加装导波管来解决,导泼管能使波束能量聚积,减少损失,从而提高测擐范丽和测量精度,但导波管的口径不要太大,导波管内壁要平滑,不要有毛刺;② 是直接在罐顶安装时,其发射天线·定要探入到罐内进行测量,既应该尽量减小短接管的长度或选择较长天线的仪表,以免在安装处产生干扰。

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