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幾種常見油罐液位計(jì)的性能原理特點(diǎn)及選用

發(fā)布時(shí)間:2021-01-11 15:44:48??點(diǎn)擊次數(shù):2810次

摘要:通過對儲(chǔ)罐計(jì)量目的、方法的論述,介紹各種儲(chǔ)罐計(jì)量測量儀表的基本原理、特點(diǎn)和應(yīng)用場合,為儀表的應(yīng)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(yè)普遍需要使用的儲(chǔ)存設(shè)備,對罐內(nèi)液體介質(zhì)(石油化工產(chǎn)品)而言,主要是要測量其液位、溫度、密度和壓力(帶壓儲(chǔ)罐)等參數(shù),據(jù)以計(jì)算出儲(chǔ)液的體積及質(zhì)量儲(chǔ)量。油罐一般分為中間罐和貿(mào)易罐兩大類,中間罐僅對液位、溫度和壓力(帶壓儲(chǔ)罐)等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,以防止油罐發(fā)生冒頂、抽真空等事故,并不需要交接監(jiān)控計(jì)量;對貿(mào)易罐內(nèi)介質(zhì)的液位、溫度、密度、體積、質(zhì)量則必須經(jīng)常監(jiān)測和計(jì)量,且精度要求很高。不同的大小和種類的油罐,所用液位計(jì)的性能特點(diǎn)也不一樣,因此,根據(jù)用戶的需要及投資要求,合理選用液位計(jì),以便達(dá)到*合理的性能價(jià)格比。
1、常見液位計(jì)的性能特點(diǎn)
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(jì)算得到罐內(nèi)儲(chǔ)液體積和重量。這是一種古老的也是至今仍被全**廣泛使用的儲(chǔ)罐計(jì)量方法,它可以用作現(xiàn)場檢驗(yàn)其它測量儀表的參考手段。人工液位測量的精確度一般認(rèn)為是使用的刻度鋼尺精度加上±2mm的人為讀數(shù)誤差。
1.2浮子式鋼帶液位計(jì)
這種液位計(jì)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(yōu)點(diǎn)是觀測比較直觀、價(jià)格便宜,其缺點(diǎn)是傳動(dòng)部件比較多,易發(fā)生機(jī)械故障,日常維護(hù)量大,對安裝要求也比較高,需要生產(chǎn)廠家現(xiàn)場指導(dǎo)安裝。
對于投資有限的項(xiàng)目,中、小型罐仍可考慮選用該液位計(jì),但高度在16m以上的油罐不宜采用,因?yàn)橛凸拊礁撸瑢Π惭b平行度、垂直度以及盤簧的質(zhì)量要求也越高;外浮頂罐也不宜采用此種液位計(jì),因?yàn)槿菀资艿斤L(fēng)的影響,使指針不停擺動(dòng),導(dǎo)致出現(xiàn)指示不穩(wěn)定并且容易破環(huán)衡力盤簧。另一種光導(dǎo)液位計(jì)也屬于這一行列。這兩種液位計(jì)適用于中小煉廠、小油庫及中間原料油罐區(qū)。
1.3 伺服式液位計(jì)
伺服式液位計(jì)被廣泛用于儲(chǔ)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(jì)基于浮力平衡的原理,用一臺伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(shù)。這種液位計(jì)的特點(diǎn)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(dòng)機(jī)械部件,可靠性高,同時(shí)故障率比較低;
⑶可以測量液位、界位、介質(zhì)比重等參數(shù)。其與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力,經(jīng)運(yùn)算處理可以給出油罐計(jì)量所需要的各種參數(shù),如液位、界位、體積、密度、水尺、質(zhì)量等;
1.4 雷達(dá)液位計(jì)
雷達(dá)液位計(jì)是一種智能型測量儀表,采用了模塊化結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場總線技術(shù),實(shí)現(xiàn)了全數(shù)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(yīng)用微波入射到液面后的反射波回來,測量電磁波從發(fā)射到反射的時(shí)間差計(jì)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(diǎn)是:
⑴液位計(jì)與介質(zhì)不接觸,無可動(dòng)部件,工作十分可靠,故障率低,適應(yīng)范圍廣,尤其適合高粘度、高腐蝕性介質(zhì)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(huì)影響微波的發(fā)射和接收,只能安裝在罐頂;
⑶被測介質(zhì)的相對介電常數(shù)、液位的湍流狀態(tài)、介質(zhì)中氣泡的大小,均會(huì)對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。一般重油只需考慮罐內(nèi)油氣及安裝位置的影響即可,輕油則需要著重考慮介質(zhì)的介電常數(shù),雷達(dá)液位計(jì)對介電常數(shù)的要求比較高;
⑷價(jià)格普遍偏高。
1.5 靜壓式液位計(jì)
靜壓式液位計(jì)的工作原理是:利用壓強(qiáng)是液位高度和液體密度的乘積來測量壓強(qiáng)而得到液位,因此可測介質(zhì)的質(zhì)量、體積、密度和液位,其中設(shè)計(jì)*簡單的HTG(HydrostaticTankGaugings)系統(tǒng)只有一個(gè)變送器,將測量的壓強(qiáng)乘以儲(chǔ)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(huán)境溫度影響比較大,所以早期這種液位計(jì)并不被多采用,近些年由于變送器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,目前受到一定程度的歡迎。其使用具有以下特點(diǎn):
⑴安裝簡單,可無動(dòng)部件,工作可靠,日常使用維護(hù)量小;
⑵測量介質(zhì)的密度、質(zhì)量精度較高,測量液位精度一般;
⑶有大風(fēng)引起的氣壓變化將影響測量精度;
⑷不能用于測量介質(zhì)分層儲(chǔ)罐;
⑸尤其適用于遠(yuǎn)傳信號和監(jiān)控。
1.6 磁致式液位計(jì)
磁致式液位計(jì)是一種新型的非接觸式的液位計(jì),是目前精度*高的選擇,可以安裝在油罐的頂部或側(cè)面,其工作原理是利用磁場脈沖波,測量時(shí)液位計(jì)的頭部發(fā)出電流“詢問脈沖”,此脈沖同時(shí)產(chǎn)生磁場,沿波導(dǎo)管內(nèi)的感應(yīng)線向下運(yùn)行,在液位計(jì)管外配有浮子,浮子可隨液位沿側(cè)桿上下移動(dòng),浮子內(nèi)設(shè)有一組永久磁鐵,其磁場與脈沖產(chǎn)生的磁場相遇則產(chǎn)生一個(gè)新的變化磁場,隨之產(chǎn)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(jì)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(jì)配備有液位報(bào)警器和液位變送器。報(bào)警器可實(shí)現(xiàn)液位的上下限控制及*限報(bào)警,液位變送器可以將液位的變化轉(zhuǎn)換成一定強(qiáng)度的電流信號。該液位計(jì)使用特點(diǎn)如下:
⑴可動(dòng)部分只有浮子,故維護(hù)量小,安裝比較簡單,精度也比較高;
⑵可測量介質(zhì)的液位和溫度,但不適合重質(zhì)(粘度大)油品的測量;
⑶在工程實(shí)際安裝時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)安裝時(shí)的底部固定問題,而且越長的測量范圍,實(shí)際安裝越復(fù)雜;
⑷價(jià)格非常高昂。
1.7超聲波液位計(jì)
罐外用超聲波液位計(jì)由主機(jī)、探頭、金屬結(jié)構(gòu)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(jì)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(jì)采用712mhz晶振和專制晶閘管,發(fā)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(bào)警,防震、防腐、防雷、防爆性能良好;主機(jī)電源設(shè)計(jì)先進(jìn),保證主機(jī)工作電流為1mA,防止多出電壓共用地線出現(xiàn)對液晶屏幕干擾現(xiàn)象發(fā)生,超聲波液位計(jì)通過了高低溫、振動(dòng)、運(yùn)輸進(jìn)程和防電磁干擾試驗(yàn),保證在我國地理環(huán)境復(fù)雜的條件下正常使用。罐外用超聲波液位計(jì)尤其適用于鐵路罐車液體充裝過程中的充裝量多少的監(jiān)督控制,保證用戶向罐內(nèi)充裝的液體容量控制在鐵路罐車安全運(yùn)輸容量,但是其高昂的價(jià)格目前很難實(shí)現(xiàn)普及應(yīng)用。
2、常見液位計(jì)性能比較和適用介質(zhì)
3、選用液位計(jì)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(jì),中小罐可選用一般液位計(jì);
⑵油罐用途:貿(mào)易罐應(yīng)選用高精度液位計(jì),中間罐可用一般液位計(jì);
⑶介質(zhì)特性:儲(chǔ)存粘度大的介質(zhì)(如重油)時(shí),應(yīng)盡量采用與被測介質(zhì)不接觸或少接觸類型的液位計(jì),如雷達(dá)式、超聲波式和磁致式液位計(jì),輕油可采用一般液位計(jì);
⑷用戶實(shí)際需要:如果用戶要求計(jì)量精度高而投資限制少,可以采用性能好的液位計(jì),一般情況下,老罐區(qū)改造或更新可結(jié)合原有液位計(jì)使用維護(hù)情況考慮選型,盡量統(tǒng)一選型。

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