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幾種常見油罐液位計的性能原理特點及選用

發布時間:2021-01-11 15:44:48??點擊次數:767次

摘要:通過對儲罐計量目的、方法的論述,介紹各種儲罐計量測量儀表的基本原理、特點和應用場合,為儀表的應用、選型提供了參考。
油罐是油田煉油廠、油庫、油品碼頭及石化企業普遍需要使用的儲存設備,對罐內液體介質(石油化工產品)而言,主要是要測量其液位、溫度、密度和壓力(帶壓儲罐)等參數,據以計算出儲液的體積及質量儲量。油罐一般分為中間罐和貿易罐兩大類,中間罐僅對液位、溫度和壓力(帶壓儲罐)等參數進行監測,以防止油罐發生冒頂、抽真空等事故,并不需要交接監控計量;對貿易罐內介質的液位、溫度、密度、體積、質量則必須經常監測和計量,且精度要求很高。不同的大小和種類的油罐,所用液位計的性能特點也不一樣,因此,根據用戶的需要及投資要求,合理選用液位計,以便達到最合理的性能價格比。
1、常見液位計的性能特點
1.1 人工測量尺:
利用浸入式刻度鋼皮尺測量液位,取樣來測量油溫和比重,通過計算得到罐內儲液體積和重量。這是一種古老的也是至今仍被全世界廣泛使用的儲罐計量方法,它可以用作現場檢驗其它測量儀表的參考手段。人工液位測量的精確度一般認為是使用的刻度鋼尺精度加上±2mm的人為讀數誤差。
1.2浮子式鋼帶液位計
這種液位計國外從三十年代就開始使用,至今仍有比較高的市場占有率,其優點是觀測比較直觀、價格便宜,其缺點是傳動部件比較多,易發生機械故障,日常維護量大,對安裝要求也比較高,需要生產廠家現場指導安裝。
對于投資有限的項目,中、小型罐仍可考慮選用該液位計,但高度在16m以上的油罐不宜采用,因為油罐越高,對安裝平行度、垂直度以及盤簧的質量要求也越高;外浮頂罐也不宜采用此種液位計,因為容易受到風的影響,使指針不停擺動,導致出現指示不穩定并且容易破環衡力盤簧。另一種光導液位計也屬于這一行列。這兩種液位計適用于中小煉廠、小油庫及中間原料油罐區。
1.3 伺服式液位計
伺服式液位計被廣泛用于儲罐液位的高精度測量,它是一種多功能儀表,既可以測量液位也可以測量界面、密度和罐底。該液位計基于浮力平衡的原理,用一臺伺服電機驅動體積較小的浮子,使浮子隨液位或介面變化,能夠精確測量出液位等參數。這種液位計的特點是:
⑴由于不存在滑輪、齒輪的摩擦力,測量精度比較有保證(±0.9mm);
⑵由于幾乎沒有傳動機械部件,可靠性高,同時故障率比較低;
⑶可以測量液位、界位、介質比重等參數。其與計算機聯網,具有很強的數據處理能力,經運算處理可以給出油罐計量所需要的各種參數,如液位、界位、體積、密度、水尺、質量等;
1.4 雷達液位計
雷達液位計是一種智能型測量儀表,采用了模塊化結構和現場總線技術,實現了全數字化處理(DSP),具有良好的兼容性和開放性,并且具有自校正能力和自診斷能力,其原理是應用微波入射到液面后的反射波回來,測量電磁波從發射到反射的時間差計算電磁波傳播的距離來測量液位的,是一種新型的非接觸式液位測量儀器,其使用特點是:
⑴液位計與介質不接觸,無可動部件,工作十分可靠,故障率低,適應范圍廣,尤其適合高粘度、高腐蝕性介質的液位測量;
⑵測量精度高,安裝簡單,但與下方不得存在遮擋物體,否則會影響微波的發射和接收,只能安裝在罐頂;
⑶被測介質的相對介電常數、液位的湍流狀態、介質中氣泡的大小,均會對測量結果產生影響。一般重油只需考慮罐內油氣及安裝位置的影響即可,輕油則需要著重考慮介質的介電常數,雷達液位計對介電常數的要求比較高;
⑷價格普遍偏高。
1.5 靜壓式液位計
靜壓式液位計的工作原理是:利用壓強是液位高度和液體密度的乘積來測量壓強而得到液位,因此可測介質的質量、體積、密度和液位,其中設計最簡單的HTG(HydrostaticTankGaugings)系統只有一個變送器,將測量的壓強乘以儲罐的面積就可以得到液體的重量。早期的靜壓變送器測量精度低,受環境溫度影響比較大,所以早期這種液位計并不被多采用,近些年由于變送器和計算機技術的發展,目前受到一定程度的歡迎。其使用具有以下特點:
⑴安裝簡單,可無動部件,工作可靠,日常使用維護量??;
⑵測量介質的密度、質量精度較高,測量液位精度一般;
⑶有大風引起的氣壓變化將影響測量精度;
⑷不能用于測量介質分層儲罐;
⑸尤其適用于遠傳信號和監控。
1.6 磁致式液位計
磁致式液位計是一種新型的非接觸式的液位計,是目前精度最高的選擇,可以安裝在油罐的頂部或側面,其工作原理是利用磁場脈沖波,測量時液位計的頭部發出電流“詢問脈沖”,此脈沖同時產生磁場,沿波導管內的感應線向下運行,在液位計管外配有浮子,浮子可隨液位沿側桿上下移動,浮子內設有一組永久磁鐵,其磁場與脈沖產生的磁場相遇則產生一個新的變化磁場,隨之產生新的電磁“返回脈沖”,測定“詢問脈沖”和“返回脈沖”的周期便可知道液位的變化。因此,磁致式液位計是以浮子為測量元件通過磁耦合的變化傳遞到指示器,使指示器能夠清晰地指示出液位的高度,液位計配備有液位報警器和液位變送器。報警器可實現液位的上下限控制及極限報警,液位變送器可以將液位的變化轉換成一定強度的電流信號。該液位計使用特點如下:
⑴可動部分只有浮子,故維護量小,安裝比較簡單,精度也比較高;
⑵可測量介質的液位和溫度,但不適合重質(粘度大)油品的測量;
⑶在工程實際安裝時,經常出現安裝時的底部固定問題,而且越長的測量范圍,實際安裝越復雜;
⑷價格非常高昂。
1.7超聲波液位計
罐外用超聲波液位計由主機、探頭、金屬結構件3部分組成,它主要是用于對鐵路罐車、汽車罐車及臥式罐等的液位測量。超聲波液位計原理是采用了超聲波在罐外穿透罐壁及液體的方法,通過接收液體表面回波信號,測出液面高度。這種液位計采用712mhz晶振和專制晶閘管,發射功率大,接收靈敏度較高,能接收到2次穿透金屬罐壁與液體后反射回的超聲波信息;具有液位超上限和低于下限的聲光報警,防震、防腐、防雷、防爆性能良好;主機電源設計先進,保證主機工作電流為1mA,防止多出電壓共用地線出現對液晶屏幕干擾現象發生,超聲波液位計通過了高低溫、振動、運輸進程和防電磁干擾試驗,保證在我國地理環境復雜的條件下正常使用。罐外用超聲波液位計尤其適用于鐵路罐車液體充裝過程中的充裝量多少的監督控制,保證用戶向罐內充裝的液體容量控制在鐵路罐車安全運輸容量,但是其高昂的價格目前很難實現普及應用。
2、常見液位計性能比較和適用介質
3、選用液位計的原則:
⑴油罐容積:對大型罐(10000~100000m³)及比較大液化氣罐可選用性能較高液位計,中小罐可選用一般液位計;
⑵油罐用途:貿易罐應選用高精度液位計,中間罐可用一般液位計;
⑶介質特性:儲存粘度大的介質(如重油)時,應盡量采用與被測介質不接觸或少接觸類型的液位計,如雷達式、超聲波式和磁致式液位計,輕油可采用一般液位計;
⑷用戶實際需要:如果用戶要求計量精度高而投資限制少,可以采用性能好的液位計,一般情況下,老罐區改造或更新可結合原有液位計使用維護情況考慮選型,盡量統一選型。

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