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雷达液位计在化工罐区储罐液位测量中的应用研究

发布:2022/1/19 16:09:25人气:822
雷达液位计在大型化工储罐中的应用优势,主要体现在安全节能、适用范围广、准确度高等方面。液位测量仪表类型多样,包括磁翻板液位计,与浮球液位计等,在高危险区域的应用,要求液位测量系统实时反应的动态参数真实准确,以提高成品计量管理水平,规避储罐泄漏等风险,从而带动石油化工企业可持续发展。
 
1.雷达液位计概述
1.1原理
其工作原理相对简单,涉及发射与反射、接收三个步骤。依托高频波导原理,设备的电磁波信号,借助聚四氟乙烯发射极,从天线末端发出,发射波接触被测物料表面后,随即产生反射回波信号,被天线接收。依托时间扩展原理,根据发射脉冲,与接收脉冲的时间,计算出被测介质表面,与天线间的距离,zui终实现灌区液位测量。但实际上,受复杂工况影响,易出现虚假回波情况,降低了液位测量精确度。为减少或规避这一现象,增设了自动抑制虚假回波的功用,消除干扰智能化,液位回波辨别更加准确
1.2特征
是准确度高。电磁波稳定,不受环境干扰,测量系统与被测介质、储罐无直接接触;对此,能在任何环境下,精确高效的展开测量。二是被测介质广泛。如同可见光,具有明显的穿透性特征,被测介质属性直接影响反射功率,指介电常数与导电性,降低的介电常数,反射的回波信号效果越差,反之效果越加。由于液体介质具有较大的介电常数,反射效果得以保证对此,可应用于浆状或液体介质,同时不受介质的腐蚀性,或是毒性等性质影响,液位计的测量精确度得以保证。三是安全节能。储罐为金属材质,外壁静电能够屏蔽雷达发射的微波脉冲,加之微波发射功率不高;对此,液位计的应用,受场地限制影响不高,同时对人体无害。
 
2.罐区常用仪表类型分析
2.1伺服液位计
依托于浮力平衡原理,完成液位测量,浮子由伺服电动机驱使,随着被测介质液位升降而调整。受测量线上重力制约在外轮毂磁铁上,形成一定的力矩,电磁传感器输出变化的电压信号,从而促使磁通量调整。伺服电动机运动,主要受CPU参考电压,与电压值间的差值制约,从而使浮子不断寻求新的平衡点。浮子与被测介质直接接触,安装在灌顶,在罐内需先顶设导管。具有两点特征,一是成本高;二是可测量多种参数,如密度、界位与液位等。不适用于腐蚀性,与浆状等粘度高的液体,适用于轻质油品,洁净介质,以及轻质烃类液体。
2.2磁致伸缩液位计
依托于磁致伸缩原理,利用导杆滑动浮子,受液位升降而变化;对此,与被测介质直接接触。通常安装在罐顶。具有两点明显特征,一是成本低;二是可测量多种参数,如温度与液位、界位等。不适用于浆状等粘稠液体,适用于非结晶、洁净介质。
2.3雷达液位计
无论是接触式,还是非接触式的雷达,都依托于雷达波测量原理,完成液位測量。基于接触式雷达角度分析,也称作是导波雷达,与被测介质直接接触,微波利用金属导体传播,沿导体向下传播发射波。测量不受泡沫、粉尘、罐内搅拌、安装空间等因素影响,能量损失相对较低。安装在罐侧或罐顶。特征包括三点,一是成本低;二是不受挂料影响;三是罐内障碍物几乎无干扰。适用于烃类液体,轻重质油品。非接触式雷达,与被测介质不接触,安装在罐顶。优势如下;一是不受被测介质形态影响;二是安装维护便利;三是量程范围广泛。适用于烃类液体,轻重质油品,与强腐蚀性、高温高压等恶劣工况,确保波束角区内无障碍。
 
3.雷达液位计安装
合理安装雷达液位计,对提高测量精度意义重大,但在安装时,应当注意以下几点;一是确保波束角区内,不能出现障碍物影响。受雷达液位计工作形式影响,提高液位测量精确度不能在发射角内出现干扰,尤其是能够引起反射的装置。二是不能与罐中心,或是物料进出口近距离接触,液位不稳定,易造成虚假反射回波,直接影响测量结果。为减少虚假回拨影响传感器应当远离罐壁、罐中心,要求传感器管口,与罐壁间距,约为罐半径1/3。三是与强涡流处远离,尤其是带有搅拌,或是有化学反应的工况时,可施以导波管,或是旁通管的安装方式确保液位真实测量。同时要求管表面光滑,无毛刺等情况,开对称小孔,以减少回波影响。
 
4.雷达液位计应用维护
罐区自动监控管理系统,其功能体现在以下几方面;一是自动监控计量。能够自动计量油温等数据;对油温高、低限等异常情况自动报警,以声光等形式报警。按照油品动态流程以及液位的变化,自动发放接收油品,当液位超限,则停止接收或发放。能够修改报警限,与安全高度等参数设置。二是计量管理。包括库存管理、作业管理、数据査询与权限管理。三是历史参数査询。借助参数历史曲线,査询参数历史数据,或是历史报警。四是报表打印。包括油品计量报表,及其计量作业分户账,作业测试报表等。五是网络管理。通过浏览器,可实时监视计量数据,以及动态流程等。用户修改过程控制限制,确保现场安全。基于分布式结构体系式,实现数据共享,以及分布式数据库设立。六是数据库接口。通过数据库接口,发挥监控软件的作用,如访问支持接口的数据系统,以及数据文件等。
4.1参数监测方法
包括液位计量法与静压计量法,后者借助压力变送器,测量油品介质作用,在罐底部静压,以实现密度、液位、油温等参数的测量。两种方法结合,能够精确测量多参数,提高计量成效的同时,提高了罐区进销存管理自动化与信息化水平。
4.2故障处理
基于液位测量与检尺值出现偏差的角度分析,如空罐值设置不合理,设置正确数值即可。测量范围的干扰,需施以回拨抑制。但测量误差与测量干扰,与空罐高度设置不合理因素有关。当测量误差>0.5m,一般是干扰所致,误差<0.5m,是空罐高度设置不合理所致。
从测量值波动入手分析,针对于回拨抑制错误,导致的有效回拨小,或是无回波,应当及时将错误的回波抑制删除,重新设置即可。同时需设置正确,以及科学的过程条件。
基于设备跳值故障角度分析,部分雷达液位计,在工作中会跳到zui大值,针对于这一现象,推测与较长的安装短管,或是无对中圆盘等因素有关,致使进出油时,缆绳出现摆动,并向安装短管靠近,继而形成了错误回波。处理方法如下;一是提高盲区值,加大至0.5-1.0m,二是待到其跳到zui大值后,施以适当的回波抑制即可。
基于非线性无法角度分析,即液位计在高液位时,测量值谁确,在低液位时,出现测量误差。针对于导波管的雷达,当导波管直径不合理,也会出现此类情况。如将165m直径,改为203.2mm导波管直径后,液位指示从原来的2.69m,下降至2.46m,误差0.23mm,导管直径处理后,液位测量误差也直接降低,直到在合理范围内。使用缆式雷达时,推测与缆绳过短有关,如14.5m空罐值条件下,设置13m长度缆绳,在1.5m液位以下的介质,雷达液位计将无法测量。导波管雷达,与缆式雷达应用时,测量有效长度,不能涉及到罐底,超出有效长度的罐底介质,通常指示不正确。尤其低于0.5m液位的介质,测量值不正确,属于正常现象。
 
5.结语
罐区储罐对液位计实用性要求较高,相比静压式、伺服式等液压计,智能雷达液位计,确保测量精度的同时,也满足了价格、安装维护便利等方面的要求,可直接安装至罐底,具有故障自动诊断功能,通信协议灵便,对人体无害,模拟量与信号稳定,具有较高的应用价值。但对雷达液位计选型、安装与故障维护等方面的落实,还需根据化工罐区条件等确定,确保智能液位计应用的合理性与有效性。
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