设为首页 加入收藏 联系我们
公司动态
当前位置:首页 > 公司动态 > 雷达液位计在原油储油罐上的应用
雷达液位计在原油储油罐上的应用
点击次数:556 发布时间:2015-12-04

  随着我国工业水平飞速发展,对石油及其附属产品的依赖程度越来越大,一大批战略储备油库陆续建成并投入使用。在战略储备油库日常生产运行管理中,储罐的液位是zui重要的生产数据。目前用于测量储油罐液位的液位计有浮子式钢带液位计、雷达液位计、磁致式液位计等n。雷达液位计是一种采用微波测量技术、非接触式的液位测量仪表,它克服了机械式接触型液位仪表的诸多缺点。随着石油化工行业的不断发展,雷达液位计的应用范围日益广泛,本文结合大庆油田储罐雷达液位计及温度测量装置,对雷达液位计应用效果进行探讨。
1、测量原理
雷达液位计采用发射一反射一接收的模式进行工作。雷达液位计的天线发射出电磁波,电磁波经被测对象表面反射后,被天线接收,液位计天线至液面的距离与电磁波从发射到接收的时间成正比,从而可计算出液面高度。根据电磁波工作模式不同,雷达液位计分为脉冲微波方式液位计和调频连续波方式液位计。
1.1脉冲微波方式液位计
这种方式液位计采用“俯视式”时间行程测量系统,测量系统通过天线发射频率固定的微波脉冲,经过物料表面产生反射后由测量系统所接收。
雷达天线将接收到的反射微波脉冲传递给电子线路,微处理器对此信号进行处理,识别出微波脉冲在物料表面所产生的回波,并据此计算液位。雷达液位计到储油罐被测液面距离为D=CT/2(1)
式中D为雷达液位计到液面的距离(m);C为微波在空间中的传播速度(rrgs);T为电磁波运行时间(s)。
则储油罐液位L=H—D(2)
式中为储油罐液位(m);H为空罐高度(m)。
1.2调频连续波方式液位计
雷达液位计信号从天线发射出去,经测量平面反射,回波被天线接收。这种工作模式的雷达液位计发射的微波是频率被线性调制的连续波,当回波被天线接收到时,微波发射频率已经改变。发射波与回波的频率差正比于天线到液面的距离。通过对频率差信号做快速傅立叶变换(FFT),频率差被转化为频谱差,进而换算出测量距离。发射频率随时间线性改变,当发射出去的连续波到达液面反射后,反射回来的信号频率比发射信号滞后了。
根据微波传播原理可知
At=2D/C(3)
式中c为微波在空间中的传播速度(m/s);D为雷达液位计到液面的距离㈤。
由于回波信号频率的滞后,反射频率与发射信号的相位差为
△‘p=24At一2~rf2At=2wAfAt(4)
式中△为发射信号与反射信号的相位差(rad);、分别为雷达液位计的发射信号和反射信号的频率(Hz);Af为雷达液位计的发射信号和反射信号的频差(Hz)。
将式(3)、式(4)两式合并后可以得到D=CA~/47rAf(5)
频差经过FFT可以转换为频谱,进而计算出频差,距离D也可以求得。按照公式(2),即可计算出液位。
2、系统构成
雷达液位计主要由RTG(雷达液位计)、DAU(数据采集单元)、FCU(现场通讯单元)、多点温度计MST(RTD测温元件PtlO0)等组成。DAU是液位计的补充装置,用来连接测量温度的各种传感器,DAU为本质安全型并与同一储罐上的RTG相连,DAU由RTG中的变送器接口卡供电并通过卡件进行通信;FCU对来自储罐的雷达液位计和数据采集单元的数据不断进行轮询,并将其存储在缓冲存储器内。通过RS232C或通过TRL/2分组总线上的FBM现场总线调制解调器(现场总线调制解调器)将现场通信单元与监控计算机相连。系统构成框图如图1所示。

3、应用效果
南三油库19-24'储油罐于2009年安装了SABB罗斯蒙特(Rosemount)雷达液位计及多点测温装置MST,雷达液位计采用调频连续波方式工作,其附属装置MST采用PT100$A热电阻进行测温,测量点为14个。2014年6月,油库人员对液位历史数据进行分析,共计6万个;对储油罐进、出口温度,MST的23万个历史数据进行分析,结果表明:(1)雷达液位计计量液位精度高,不存在卡尺等影响计量算量的情况,应用效果要优于机械式液位计。
(2)在油库应用的5年时间内,雷达液位计没有出现过故障,表明雷达液位计平均无故障时间(MeanTimeBetweenFailures,简称MTBF)较长,也说明其可靠性较高。
(3)MST的有效温度数据(有效温度是指测温点完全浸在油品里所测得的温度)与储油罐出口温度数据相差0.5~1oC,MST数据基本可以反映出储油罐的出口温度,对冬季换热器的运行具体一定的指导意义。
(4)MST的有效温度数据梯度变化很小,每个相邻温度测量点之间的温度差在O.1~0.2℃之间,说明储油罐内油品温场稳定,对研究储油罐内油品温度分布范围、指导储油罐运行具有指导意义。

手机:
18915183688
电话:
0517-83303550
点击这里给我发消息
 

仪表网

推荐收藏该企业网站