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    雷達物位儀在重油油罐液位計量的應用

    發布:2022/7/4 9:42:08人氣:56
    重油是石油加工過程中所產生的黑色產品,有密度大、黏度大、雜質多、儲存輸轉溫度高、油品含水及蒸汽量大、進油過程中易起泡沫等特點,給油罐液位計量儀表的選用帶來很大困難.為了加強計量管理,降低油品計量人員的勞動強度,實現罐區監控系統和局域網連接,經過技術改造,我廠目前使用的有磁致伸縮液位儀、電子智能液位儀、伺服液位計、雷達物位儀等。
     
    1.液位儀表淘汰的原因分析
    浮子式液位儀、光導液位儀:這些儀表的機械部分主部件都包括浮球、鋼絲或鋼帶等。機械傳動受重油黏度影響大、浮子無法隨液面實時升降:其次由于重油雜質多,儲罐底為沉積油泥,浮子到達罐底附近時極可能沉入油泥中而不能上浮且經??ㄋ?,無法及時反映液位的變化,冬季氣候寒冷,罐內蒸汽量大,排出后形成的冷凝水使罐頂機械傳動部分凍凝不能計量。
     
    油罐液位儀表的選用主要考慮以下因素。
    2.1油罐大小
    對于10000m3的大中型油罐,應選擇科技含量較高的儀表。
    2.2使用目的
    對于直接售油或進油的油罐,要選用精度較高的計量級物位儀而不是過程監控級的儀表。
    2.3儲存介質特性
    因介質黏度大、雜質多應選用非接觸式儀表。
    雷達物位儀是一種非接觸式儀表,不與被測介質接觸,受溫度、壓力、氣體等影響非常小,具有故障報警及自診斷功能,無需進罐就可以在線安裝、檢修,可遠程修改、監控參數,維護方便,操作簡單,克服接觸式液位儀的許多缺點,節省設備維護費用,有效保障設備和人身安全,提高液位指示的準準性,滿足工藝需求。
     
    3.FMR系列型雷達物位儀
    3.1雷達物位儀工作原理
    露達物位儀是一種“俯視式”時間行程測量系統,用于測量從參考點(罐頂處)到介質物位表面的間距,雷達物位儀的測量是通過天線發出微波脈沖,在被測介質液面產生反射,并被天線接收,天線接收反射的微波脈沖并將其傳輸給電子線路,通過電子線路轉換后送到微處理機對信號進行處理。一般距離物料表面的距離D與脈沖的時間行程t成正比:
    D=c.t/2其中c為光速
    因空罐距離E已知,則物位L為:L=E-D
    3.2雷達物位儀的特點
    雷達物位儀zui大的特點是在惡劣條件下功效顯著.無論是有毒介質,還是腐蝕性介質,也無論是固體、液體還是粉塵、漿狀介質,它都可以進行測
    量。在測量方面,具有以下特點:
    a.連續準確地測量
    雷達物位儀探頭與介質表面無接觸,采用非接觸式測量,不受溫度變化、惰性氣體及蒸汽、濃度等物理特性的影響。能夠準確、快速地測量不同的介質。測量范圍大,zui大的測量范圍可達0-35m,探頭幾乎不受溫度、壓力、等的影響,可用于高溫、高壓的物位測量,適用于高達+200℃(392下)的過程溫度,當采用高溫天線時可達+400℃(752下).耐壓可達真空(16bar-160bar)。
    b.對干擾回波具有抑制功能
    比如,波束范圍內接頭引起的干擾回波和進料或出料的噪聲引起的干擾回波等可由內部的模糊邏輯控制自動進行抑制。
    c.準確安全節省能源
    雷達物位儀在真空、受壓狀態下都可進行測量,而且準確安全,可靠性強??梢圆皇苋魏蜗拗?,適用于各種場合。雷達物位儀采用材料的化學性、機械性都相當穩定,且材料可以循環利用,極具環保功效。
    d.無須維修且可靠性強
    微波幾乎不受干擾,與測量介質不直接接觸,幾乎可以被應用于各種場合,如真空測量、物位測量或料位測量等。天線等關鍵部件采用高質量的材料,抗腐蝕能力強,能適應腐蝕性很強的環境。對情況極其復雜的化學、物理條件都很耐用,它可以提供準確可靠、長期穩定的模擬量或數字量的物位信號。
    e.維護方便,操作簡單
    雷達物位儀具有故障報警及自診斷功能.根據操作顯示模塊提示的錯誤代碼分析故障,及時確定故障予以排除,使維護校正更加方便、準確,保障
    儀表的正常運行。
    f.適用范圍廣,幾乎可以測量所有介質
    雷達物位儀測量時發出的電磁波能夠穿過真空,不需要傳輸媒介,具有不受大氣、蒸氣、揮發霧影響的特點,能用于揮發介質的物位測量,能用于對所有液體、顆粒及漿料進行連續、非接觸的物位測量。
    g.參數設定方便
    可用物位儀上的簡易操作鍵通過數文顯示菜單輕松進行現場設定,也可用HART協議的手操器或裝有VEGA Visual Operating軟件的PC機在遠程或直接接在物位儀的通信端進行設定,也可以通過操作軟件(ToF Tool)實現簡便的組態、文件編制及診斷,十分方便。
    3.3儀表安裝調試
    雷達物位儀的安裝,一般拱頂罐采用喇叭口安裝,浮頂罐采用導波管安裝。安裝時喇叭口天線的下端必須低于罐頂20mm以上,法蘭對水平面的誤差應小于士0.5°,喇叭口的中軸線應保證與液面垂直,罐的內壁至安裝短管的外整之間的距離應大于罐直徑的1/6,通常為1-1.5處,導波管的安裝位置應遠離進、出料口,選擇方便觀察的位置,不要安裝在湍流劇烈的進油口上方,不可安裝于罐頂中心位置,干擾會導致信號丟失,避開罐內固定目標,如盤管等即可,在信號波束內,應避免安裝任何裝置,如限位開關,溫度傳感器、對稱裝置,如加熱圈,擋板等,均有可能干擾測量,建議安裝遮陽防雨保護蓋。調試過程中要選好天線角度,保證雷達波反射。
     
    4.實際應用中的問題
    4.1重油儲存、進油溫度高對儀表的影響
    由于雷達波傳播不需要空氣介質,因此其傳播速率幾乎不受溫度變化的影響。
    4.2重油罐內操作壓力的影響
    微波傳播幾乎不受空氣密度變化的影響,因此雷達物位儀能在真空或受壓狀態下正常工作。
    4.3揮發性、介電常數、液面狀態等介質特性對測量的影響
    易揮發性氣體和惰性氣體對雷達物位儀的測量均沒有影響,因此重油罐內的蒸汽對測量無影響,但液體介質的相對介電常數、湍流狀態、泡沫等被測介質特性,對微波信號的衰減應起足夠重視。
     
    5.維護及常見故障分析
    無須特殊的維護,當進行儀表外部清潔時,請使用不會損壞外殼表面及密封圈的清洗劑。更換線路板后,須進行復位并重新設定。
    常見故障
    5.1失波報警:
    解決辦法:a.檢查工藝,是否存在攪拌,是否有氣泡。天線是否結垢,是否有水霧。
    b.調整雷達物位儀的安裝方向,增強信號強度。
    c.檢查儀表內部高頻天線接頭處是否松動或脫落。
    5.2液位在安全距離內報警
    解決辦法:a.液位下降至低于安全距離,報警將立即消失。
    b.初始調試罐為全空時出現此報警,可通過干擾抑制來排除。
    5.3容器空,有干擾回波
    解決辦法:a.檢查安裝,排除安裝干擾
    b.可通過固定目標抑制來排除
    5.4容器部分滿出現多次回波
    解決辦法:調整留達安裝方向,增強信號強度,以獲得zui大測量信號。
     
    6.使用效益
    (1)降低了勞動強度。由于儀表精度很高,完全滿足測量要求,將原來需要對動態罐每兩小時人工檢尺一次改為每班一次,大大降低了計量人員的勞動強度。
    (2)降低了罐區操作風險.一是工人上罐次數誠少,減少了人身安全事故二是雷達物位儀可以做到連續監測液位,消除人工檢尺只能兩小時監測一次物位的弊端,確保儲罐進油液位受控,基本杜絕了冒罐事故。
    (3)減少了維修次數,降低了維修費用。采用暫達物位儀以后,由于系非接觸測量,避免了因重油黏度大、雜質多造成的對測量儀表的堵塞。另外系統抗腐蝕性強、易于清理、精度高、無可動部件、工作可靠、故障率低,可基本免于維修.隨著雷達物位儀技術的發展和成熟,雷達物位儀將會逐步成為石油化工儲罐物位測量的主要測量方式。
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