浅析液位计在油罐球罐的应用.

浅析液位计在油罐、球罐的应用作者：方洪2011年9月14、16日2液位计类型介绍目前国内炼油厂油罐、球罐大多采用的是以下仪表液位计：浮子钢带液位计、静压/差压液位计、伺服液位计、雷达液位计，九十年代浮子钢带液位计、静压/差压液位计还在油罐使用，像油品的原油罐区就是。它最大的缺点：安装复杂、精度不高、维护工作量很大、许多由于年久失修被逐渐淘汰。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，会使测量结果发生较大误差，有时安装位置不同决定变送器要进行零点迁移，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，定的货到现场以后不能应用，所以以上两种液位计已无法适应当前油罐的数据采集均已淘汰。我们储运部在用的罐内的就只有两种：雷达和伺服，其中雷达又分为“SAAB”和“ENRAF”雷达两种；罐外的目前在用的有玻璃板、翻板、浮球和差压（航煤污水池、含硫污水池、G651闪蒸东西油箱液位计）。3内容介绍一、雷达液位计介绍1、雷达液位计的测量原理2、雷达液位计的特点3、储运部在用雷达液位计情况4、实际生产应用过程当中暴露出的问题二、伺服液位计介绍1、伺服液位计的测量原理2、伺服液位计的特点3、储运部在用伺服液位计情况4、实际生产应用过程当中暴露出的问题4三、玻璃管液位计介绍1、玻璃板液位计的测量原理2、玻璃板液位计的特点3、储运部在用玻璃板液位计情况4、实际生产应用过程当中暴露出的问题四、磁翻板液位计介绍1、液位计的测量原理2、液位计的特点3、储运部在用液位计情况4、实际生产应用过程当中暴露出的问题5五、玻璃板液位计介绍1、玻璃板液位计的测量原理2、玻璃板液位计的特点3、储运部在用玻璃板液位计情况4、实际生产应用过程当中暴露出的问题六、磁浮球液位计介绍1、液位计的测量原理2、液位计的特点3、储运部在用液位计情况4、实际生产应用过程当中暴露出的问题6一雷达液位计1、测量原理：雷达液位计采用发射-反射-接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，关系式如下：D=CT/2。式中：D-雷达液位计到液面的距离；C-光速；T-电磁波运行时间雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。在实际运用中，雷达液位计有两种方式即调频连续波式和脉冲波式。采用调频连续波技术的液位计，功耗大，须采用四线制，电子电路复杂。而采用雷达脉冲波技术的液位计，功耗低，可用二线制的24VDC供电，容易实现本质安全，精确度高，适用范围更广。雷达液位计采用脉冲微波技术，其天线系统发射出频率为6.3GHz、持续时间为0.8ns的脉冲波束，接着暂停278ns，在脉冲发射暂停期间，天线系统将作为接收器，接收反射波，同时进行回波图像数据处理，给出指示和电信号。72、特点：•(1)雷达液位计采用一体化设计，无可动部件，不存在机械磨损，使用寿命长。•(2)雷达液位计测量时发出的电磁波能够穿过真空，不需要传输媒介，具有不受大气、蒸气、槽内挥发雾影响的特点，能用于挥发的介质如粗苯的液位测量。•(3)雷达液位计几乎能用于所有液体的液位测量。电磁波在液位表面反射时，信号会衰减，当信号衰减过小时，会导致雷达液位计无法测到足够的电磁波信号。导电介质能很好地反射电磁波，对VEGAPULS雷达液位计，甚至微导电的物质也能够反射足够的电磁波。介电常数大于1.5的非导电介质(空气的介电常数为1.0)也能够保证足够的反射波，介电常数越大，反射信号越强。在实际应用中，几乎所有的介质都能反射足够的反射波。8•(4)采用非接触式测量，不受槽内液体的密度、浓度等物理特性的影响。•(5)测量范围大，最大的测量范围可达0~35m，可用于高温、高压的液位测量。•(6)天线等关键部件采用高质量的材料，抗腐蚀能力强，能适应腐蚀性很强的环境。•(7)功能丰富，具有虚假波的学习功能。输入液面的实际液位，软件能自动地标识出液面到天线的虚假回波，排除这些波的干扰。93、目前新、老区在用的雷达液位计情况：3#站的G627—630（介质是C5，比液化气、丙烯比重大）；蜡污油罐区的G931/932、G934/936G933/935、；原油G901-908；油品的，但是乙烯与我们老区就有所区别：东区的低温储罐：装了雷达和伺服各一套，还有一套液位开关；西区常压罐区：有伺服也有雷达；全压力罐区：每个罐各有两套伺服液位计104、实际生产应用过程当中暴露出的问题这里首先要明确一个测量盲区的定义，雷达物位计是采用发射-反射-接收的原理进行测量的，同样因为这个理由在距离天线的发射端一定范围内（例如300mm），我个人理解就是超出了它的最小测量范围，无法对这段区域内的液位进行测量，所以成为盲区也叫死区。此外应用到实际生产中举几个例子说明：1、05年3月12日G907在运行过程中液位突然跳下1米，（当是工况边进边付，且收量大于进量），我们内操在两小时抄表的时候发现不对，液位没有上反而下，马上上罐检尺时发现问题。2、还有一次就是原油罐903在运行中液位突然跳下1米。3、蜡油罐G932雷达液位经常性跳掉。4、G933在运行中雷达液位显示偏差大。但事后分析四起事件的原因：①G903原油挂壁以后倒下砸在反射板上，导致反射波的信号衰减，产生错误的假波信号。②反射板倾斜或是偏移，导致波形没有照在反射板上而是照在了浮盘上，正好相差1米。③雷达接收的信号头子上有一层硫化物结晶体覆盖，导致液位转换信号很弱无法采集到油罐液位，进行了拆装清洗，就好了，因为高温蜡油罐在加温过程中油层表面会形成气雾，检尺时大家就会发现，时间一长就会在雷达接收头子上形成油膜，目前也没有更好的办法，仪表只是清洗，今后是否有可能改造。④还有就是内浮盘倾斜也会造成雷达反射波的错误信号，我们G933就发生过这样的事情。以上四个问题仪表处理很快，上罐以后就发现了问题，今后大家在碰到类似的问题不妨也能做些分析和判断，对提高自身分析能力肯定会有帮助。1112干净、整洁的泵房13二伺服液位计恩拉福公司的伺服液位计是进入中国较早的高精度液位检测仪表，在客户的使用中得到好评，总的来说对这些伺服液位计的评价远远高于其它品牌的液位计。由于采用了特殊的测量原理，所以在仪表对大高度测量，以及界面和密度的检测上有其它种类仪表不能比拟的良好性能。1、测量原理：由力传感器检测浮子上浮力的变化。浮子由缠绕在带有槽的测量磁鼓上的结实柔软的测量钢丝吊着。磁鼓通过磁耦合与步进马达相连接。浮子的实际重量由力传感器来测量。力传感器测得的浮子重量与预先设定的浮子重量比较。如果测量值和设定值之间存在偏差，先进的软件控制模块就会调整步进马达的位置，使浮子向下或向上移动，最终在力达到平衡的时候伺服电机停止转动。142.工作特点：1、液位测量产品液位的变化引起浮子浸没深度的变化，浮子所受的浮力同时也变化，浮力的变化被力传感器检测到。测量值和设定值之间的的偏差引起步进马达位置的变化，升高和降低浮子的位置，直到测量值和设定值相等为止。为了避免振动，软件还可以调整滞后作用和积分时间。这样可以得到比较稳定和精确的平均液位。步进马达每旋转一周大约使浮子上下移动10mm。每旋转一周被分成200步，因此每步相当于0.05mm。这直接决定了马达的分辨率。同时不停地检测步进马达的位置。这是通过安装在马达轴上的独特的码盘来实现的。15•2、两种产品间的界面测量两种产品间的界面是通过向液位计发命令来实现的。当你的设定点（一个浮子减浮力的一部分的值）等于浮子在两种液体受到的浮力的平均值的重量的时候，仪表就可以检测界面的位置。在这一点上要优于浮筒和差压（浮筒和差压受温度压力以及组分的干扰影响误差很大）。3、相对密度要测量相对密度，浮子被停在特定的位置并测量浮子的重量。知道浮子的体积，在空气中的重量，以及测量的实际重量，产品在特定位置的相对密度就可以被计算出来。测量密度的软件是一个可选的功能。163、目前新、老区在用的伺服液位计情况：1、4#站：重整料、石脑油罐区、首站罐区、9X2000M3罐区、PX成品及半成品罐区。2、3#站：G601-6263、乙烯西区的全压力罐区（两套伺服），东区低温罐区（三套其中一套就是）。4、油品工段也有，详细可见附表。174、实际生产应用过程当中暴露出的问题：①测量液位的仪表经常在某个同样高度的点卡住不能动弹，老区的G947、937就出现过同样的问题。分析原因：1、导向管在安装的时候不垂直。2、导向管内壁不光滑，有毛刺。处理措施：前者做施工的验收，后者可以用水冲刷导向管内壁、也可以换小浮子（目前浮子有三种规格：45MM、90MM、110MM（直径）②测量值不跟随液位的变化而变化，有时液位变化了而指示值变化显示有滞后。G602、610就出现过这样的情况。分析原因：磁鼓马达转动部位卡牢，或者虽然转动了，但是磁鼓的粘滞力影响了测量。这主要是部件运行时间久容易出现的故障。处理措施：维护或更换配件③测量液位显示突然消失，老区球罐今年冬季出现过，特别是零度以下G637、943反复出现过。分析原因：冬季气温低，罐顶仪表磁鼓上有水蒸汽结冰引起。处理措施：目前仪表加保温。18三玻璃管液位计1、测量原理：玻璃管式液位计（又叫石英管）工作原理是基于连通器原理设计的，由玻璃管构成的液体通路。通路经接管用法兰或锥管螺纹与被测容器连接构成连通器，透过玻璃管观察到的液面与容器内的液面相同即液位高度。管式液位计主要由玻璃管、保护套、上下阀门及连接法兰（或螺纹）等组成。液位计改变零件的材料或增加一些附属部件，即可达到防腐或保温的功能。192.工作特点：玻璃管液位计在上下阀上都装有M271.5或ZG3/4的螺纹接头，通过法兰与容器连接构成连通器，透过玻璃板可直接读得容器内液位的高度。玻璃管液位计在上下阀内都装有钢球，当玻璃板因意外事故破坏时，钢球在容器内压力作用下阻塞通道，这样容器便自动密封。玻璃管液位计在上下阀内都装有钢球，当玻璃板因意外事故破坏时，钢球在容器内压力作用下阻塞通道，这样容器便自动密封，可以防止容器内的液体继续外流。在仪表的阀端有阻塞孔螺钉，可供取样时用，或在检修时，放出仪表中的剩余液体时用。203、目前新、老区在用的玻璃管液位计情况：1、火炬：容器类用的就比较多譬如：B449/1、2入口分液罐、R23、24/3、26、29、30、31、32、33、39、39/1、41、42、63、64、37/4、37/52、4#站：9X2000M3罐区的G631-638脱水包都使用的是石英管液位计。214、实际生产应用过程当中暴露出的问题1、液位计管路内壁脏，液位无法看清，影响了岗位确认液位，容易造成错误的判断，像R23、24/3、31等就出现过。处理措施：1）在线清洗2）切出清洗2、出现假液位：像R30、9X2000M3罐区脱水包就经常性出现。3、液位显示有滞后现象：主要还是在球罐脱水包容易出现。22四磁翻板液位计1、测量原理：磁翻板液位计有一容纳浮球的腔体我们称其为主体管或外壳，它通过法兰或其他接口与容器组成一个连通器；这样它腔体内的液面与容器内的液面是相同高度的，所以腔体内的浮球会随着容器内液面的升降而升降;这时候我们并不能看到液位，所以我们在腔体的外面装了一个翻柱显示器，因为我们在制造浮球时在浮球沉入液体与浮出部分的交界处安装了磁钢，它与浮球随液面升降时，它的磁性透过外壳传递给翻柱显示器，推动磁翻柱翻转180°；由于磁翻柱是有红、白两个半圆柱合成的圆柱体，所以翻转180°后朝向翻柱显示器外的会改变颜色(液面以下红色、以上白色)，两色交界处即是液面的高度。232、工作特点：磁翻板液位计又称为磁性液位计,磁翻柱液位计,磁浮子液位计,它是利用磁藕合原理进行工作的,磁翻板液位计弥补了玻璃管液位计不能在高温高压下工作且易碎的多重缺点。１.磁翻板液位计指示器安装在桶槽外侧或上面，用以指示和控制桶槽内的液位，封闭形式可根据需要加装排污阀。接