技術(shù)專題
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常見油儲罐液位計(jì)的介紹及選型分析
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(帶壓儲罐)等參數(shù),據(jù)以計(jì)算出儲液的體積及質(zhì)量儲量。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)到較合理的性能價格比。
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(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士2mm的人為讀數(shù)誤差。
1、2 磁翻板液位計(jì)
UHZ型磁翻板液位計(jì),根據(jù)浮力原理制作,磁翻板內(nèi)浮子在主體內(nèi)(與容器相通),隨著被測介質(zhì)液位的升降而上下浮動,利用內(nèi)浮子的磁性組件吸引翻板內(nèi)的指示器來直接醒目地指示出被測容器內(nèi)的液位變化。可配遠(yuǎn)傳變送器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳顯示報警控制功能。
磁翻板液位計(jì)的特點(diǎn)
(1)適合容器內(nèi)液體介質(zhì)的液位、界面的測量。除現(xiàn)場指示,還可配遠(yuǎn)傳變送器、報警開關(guān)、檢測功能齊全。
(2)指示新穎、讀數(shù)直觀、醒目、觀察指示器的方向可根據(jù)用戶需要
改變角度。
(3)測量范圍大,不受貯槽高度的限制。
(4) 指示機(jī)構(gòu)與被測介質(zhì)完全隔離,密封性好,可靠性高,使用安全。
(5)結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、維護(hù)方便、耐腐蝕、無需電源、防爆。
1.3 浮球液位計(jì)
浮球液位計(jì)由浮球、插桿等組成。浮球液位計(jì)通過連接法蘭安裝于容器頂上,浮球根據(jù)排開液體體積相等等原理浮于液面,當(dāng)容器的液位變化時浮球也隨著上下移動,由于磁性作用,浮球液位計(jì)的干簧受磁性吸合,把液面位置變化成電信號,通過顯示儀表用數(shù)字顯示液體的實(shí)際位置,浮球液位計(jì)從而達(dá)到液面的遠(yuǎn)距離檢測和控制。
特點(diǎn):
跟磁翻板液位計(jì)基本一樣,但是如果是室內(nèi)儲罐的話,就有點(diǎn)限制,浮球液位計(jì)是頂裝,頂部插入,如果是室內(nèi),就有屋頂,儲罐底部到屋頂距離就限制的浮球液位計(jì)的高度,但是可以在屋頂開孔,但是要考慮現(xiàn)場實(shí)際情況。
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:
(1)液位計(jì)與介質(zhì)不接觸,無可動部件,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;
(2)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(fā)射和接收,只能安裝在罐頂;
(3)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;
(4)價格普遍偏高。
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)較簡單的HTG(Hydrostatic Tank Gaugings)系統(tǒng)只有一個變送器,將測量的壓強(qiáng)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(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):
(1)安裝簡單,可無動部件,工作可靠,日常使用維護(hù)量小;
(2)測量介質(zhì)的密度、質(zhì)量精度較高,測量液位精度一般;
(3)有大風(fēng)引起的氣壓變化將影響測量精度;
(4)不能用于測量介質(zhì)分層儲罐;
(5)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),是目前精度較高的選擇,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,測量時液位計(jì)的頭部發(fā)出電流“詢問脈沖”,此脈沖同時產(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,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’夕和“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A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)配備有液位報警器和液位變送器。報警器可實(shí)現(xiàn)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(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:
(1)可動部分只有浮子,故維護(hù)量小,安裝比較簡單,精度也比較高;
(2)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;
(3)在工程實(shí)際安裝時,經(jīng)常出現(xiàn)安裝時的底部固定問題,而且越長的測量范圍,實(shí)際安裝越復(fù)雜;
(4)價格非常高昂。
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、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,但是其高昂的價格目前很難實(shí)現(xiàn)普及應(yīng)用。
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