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雷达物位仪在重油油罐液位计量的应用

发布:2022-07-04 09:42:08人气:820
重油是石油加工过程中所产生的黑色产品,有密度大、黏度大、杂质多、储存输转温度高、油品含水及蒸汽量大、进油过程中易起泡沫等特点,给油罐液位计量仪表的选用带来很大困难.为了加强计量管理,降低油品计量人员的劳动强度,实现罐区监控系统和局域网连接,经过技术改造,我厂目前使用的有磁致伸缩液位仪、电子智能液位仪、伺服液位计、雷达物位仪等。
 
1.液位仪表淘汰的原因分析
浮子式液位仪、光导液位仪:这些仪表的机械部分主部件都包括浮球、钢丝或钢带等。机械传动受重油黏度影响大、浮子无法随液面实时升降:其次由于重油杂质多,储罐底为沉积油泥,浮子到达罐底附近时极可能沉入油泥中而不能上浮且经常卡死,无法及时反映液位的变化,冬季气候寒冷,罐内蒸汽量大,排出后形成的冷凝水使罐顶机械传动部分冻凝不能计量。
 
油罐液位仪表的选用主要考虑以下因素。
2.1油罐大小
对于10000m3的大中型油罐,应选择科技含量较高的仪表。
2.2使用目的
对于直接售油或进油的油罐,要选用精度较高的计量级物位仪而不是过程监控级的仪表。
2.3储存介质特性
因介质黏度大、杂质多应选用非接触式仪表。
雷达物位仪是一种非接触式仪表,不与被测介质接触,受温度、压力、气体等影响非常小,具有故障报警及自诊断功能,无需进罐就可以在线安装、检修,可远程修改、监控参数,维护方便,操作简单,克服接触式液位仪的许多缺点,节省设备维护费用,有效保障设备和人身安全,提高液位指示的准准性,满足工艺需求。
 
3.FMR系列型雷达物位仪
3.1雷达物位仪工作原理
露达物位仪是一种“俯视式”时间行程测量系统,用于测量从参考点(罐顶处)到介质物位表面的间距,雷达物位仪的测量是通过天线发出微波脉冲,在被测介质液面产生反射,并被天线接收,天线接收反射的微波脉冲并将其传输给电子线路,通过电子线路转换后送到微处理机对信号进行处理。一般距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程t成正比:
D=c.t/2其中c为光速
因空罐距离E已知,则物位L为:L=E-D
3.2雷达物位仪的特点
雷达物位仪zui大的特点是在恶劣条件下功效显著.无论是有毒介质,还是腐蚀性介质,也无论是固体、液体还是粉尘、浆状介质,它都可以进行测
量。在测量方面,具有以下特点:
a.连续准确地测量
雷达物位仪探头与介质表面无接触,采用非接触式测量,不受温度变化、惰性气体及蒸汽、浓度等物理特性的影响。能够准确、快速地测量不同的介质。测量范围大,zui大的测量范围可达0-35m,探头几乎不受温度、压力、等的影响,可用于高温、高压的物位测量,适用于高达+200℃(392下)的过程温度,当采用高温天线时可达+400℃(752下).耐压可达真空(16bar-160bar)。
b.对干扰回波具有抑制功能
比如,波束范围内接头引起的干扰回波和进料或出料的噪声引起的干扰回波等可由内部的模糊逻辑控制自动进行抑制。
c.准确安全节省能源
雷达物位仪在真空、受压状态下都可进行测量,而且准确安全,可靠性强。可以不受任何限制,适用于各种场合。雷达物位仪采用材料的化学性、机械性都相当稳定,且材料可以循环利用,极具环保功效。
d.无须维修且可靠性强
微波几乎不受干扰,与测量介质不直接接触,几乎可以被应用于各种场合,如真空测量、物位测量或料位测量等。天线等关键部件采用高质量的材料,抗腐蚀能力强,能适应腐蚀性很强的环境。对情况极其复杂的化学、物理条件都很耐用,它可以提供准确可靠、长期稳定的模拟量或数字量的物位信号。
e.维护方便,操作简单
雷达物位仪具有故障报警及自诊断功能.根据操作显示模块提示的错误代码分析故障,及时确定故障予以排除,使维护校正更加方便、准确,保障
仪表的正常运行。
f.适用范围广,几乎可以测量所有介质
雷达物位仪测量时发出的电磁波能够穿过真空,不需要传输媒介,具有不受大气、蒸气、挥发雾影响的特点,能用于挥发介质的物位测量,能用于对所有液体、颗粒及浆料进行连续、非接触的物位测量。
g.参数设定方便
可用物位仪上的简易操作键通过数文显示菜单轻松进行现场设定,也可用HART协议的手操器或装有VEGA Visual Operating软件的PC机在远程或直接接在物位仪的通信端进行设定,也可以通过操作软件(ToF Tool)实现简便的组态、文件编制及诊断,十分方便。
3.3仪表安装调试
雷达物位仪的安装,一般拱顶罐采用喇叭口安装,浮顶罐采用导波管安装。安装时喇叭口天线的下端必须低于罐顶20mm以上,法兰对水平面的误差应小于士0.5°,喇叭口的中轴线应保证与液面垂直,罐的内壁至安装短管的外整之间的距离应大于罐直径的1/6,通常为1-1.5处,导波管的安装位置应远离进、出料口,选择方便观察的位置,不要安装在湍流剧烈的进油口上方,不可安装于罐顶中心位置,干扰会导致信号丢失,避开罐内固定目标,如盘管等即可,在信号波束内,应避免安装任何装置,如限位开关,温度传感器、对称装置,如加热圈,挡板等,均有可能干扰测量,建议安装遮阳防雨保护盖。调试过程中要选好天线角度,保证雷达波反射。
 
4.实际应用中的问题
4.1重油储存、进油温度高对仪表的影响
由于雷达波传播不需要空气介质,因此其传播速率几乎不受温度变化的影响。
4.2重油罐内操作压力的影响
微波传播几乎不受空气密度变化的影响,因此雷达物位仪能在真空或受压状态下正常工作。
4.3挥发性、介电常数、液面状态等介质特性对测量的影响
易挥发性气体和惰性气体对雷达物位仪的测量均没有影响,因此重油罐内的蒸汽对测量无影响,但液体介质的相对介电常数、湍流状态、泡沫等被测介质特性,对微波信号的衰减应起足够重视。
 
5.维护及常见故障分析
无须特殊的维护,当进行仪表外部清洁时,请使用不会损坏外壳表面及密封圈的清洗剂。更换线路板后,须进行复位并重新设定。
常见故障
5.1失波报警:
解决办法:a.检查工艺,是否存在搅拌,是否有气泡。天线是否结垢,是否有水雾。
b.调整雷达物位仪的安装方向,增强信号强度。
c.检查仪表内部高频天线接头处是否松动或脱落。
5.2液位在安全距离内报警
解决办法:a.液位下降至低于安全距离,报警将立即消失。
b.初始调试罐为全空时出现此报警,可通过干扰抑制来排除。
5.3容器空,有干扰回波
解决办法:a.检查安装,排除安装干扰
b.可通过固定目标抑制来排除
5.4容器部分满出现多次回波
解决办法:调整留达安装方向,增强信号强度,以获得zui大测量信号。
 
6.使用效益
(1)降低了劳动强度。由于仪表精度很高,完全满足测量要求,将原来需要对动态罐每两小时人工检尺一次改为每班一次,大大降低了计量人员的劳动强度。
(2)降低了罐区操作风险.一是工人上罐次数诚少,减少了人身安全事故二是雷达物位仪可以做到连续监测液位,消除人工检尺只能两小时监测一次物位的弊端,确保储罐进油液位受控,基本杜绝了冒罐事故。
(3)减少了维修次数,降低了维修费用。采用暂达物位仪以后,由于系非接触测量,避免了因重油黏度大、杂质多造成的对测量仪表的堵塞。另外系统抗腐蚀性强、易于清理、精度高、无可动部件、工作可靠、故障率低,可基本免于维修.随着雷达物位仪技术的发展和成熟,雷达物位仪将会逐步成为石油化工储罐物位测量的主要测量方式。
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