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化工過程中罐區(qū)儀表如何選擇?
西安賽譜自動化儀表技術有限公司
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在化工設計中, 我們經(jīng)常會遇到石油化工工廠 中儲運系統(tǒng)的項目設計,其中儲存液體物料的罐區(qū) 是儲運系統(tǒng)的主要生產(chǎn)單元。本文將根據(jù)在化工設計中遇到的關于罐區(qū)的項目,就罐區(qū)的儀表選型談 一些體會。

1   儲罐液位檢測

國內(nèi)外儲罐常用的液位測量儀表有:單法蘭液 位變送器及差壓變送器、磁致伸縮液位計、外側液位計、伺服式液位計、雷達液位計等。根據(jù)不同的測 量原理和方法,每種測量儀表都有其自身的優(yōu)點及 適合應用工況。

1.1   單法蘭液位變送器及差壓變送器

單法蘭液位變送器通常用于測量常壓罐,而差壓變送器通常用于測量帶壓儲罐。單法蘭液位變送器及差壓變送器用于液位的測量時,優(yōu)點是對安裝的要求相對簡單、維護方便, 且運行的可靠性較高。缺點是當測量介質(zhì)的密度易受環(huán)境變化,就會影響其測量精度, 所以不適合用于大型儲罐及球罐的液位測量,尤其不適用一些高溫介質(zhì)及攪拌介質(zhì)、高黏度介質(zhì)、有毒或腐蝕性介質(zhì)的液位(物位)測量。

1.2   磁致伸縮液位計

磁致伸縮液位計有較高的測量精度,且適用于 有毒、易燃、易爆等場所,但該液位計對介質(zhì)的溫 度、壓力和粘度有一定的要求。所以, 目前在對液化 氣儲罐的液位測量中得到了較好的應用。

1.3   外側液位計

外測液位計是國內(nèi)自主開發(fā)的一種新型測量 液位的儀表。外測液位計的測量探頭直接吸附在容器外壁, 檢測到的微小機械振動波形的特性由液位

振動特性和容器振動特性決定。根據(jù)計算關系,把測量探頭敏感器件檢測到的振動信號變?yōu)殡娦盘?后傳輸?shù)街鳈C,主機對收集到的各種不同模式的振 動進行濾波、判斷,經(jīng)復雜計算得到液位測量值。為 保證得到更高的液位測量精度,還可對液位的測量 進行溫度補償。

由于外側液位計的特點是測量部分完全與測量介質(zhì)相隔離,因此,非常適合用于測量腐蝕性強、 毒性劇烈、絕對無菌等環(huán)境下的液位測量。其缺點是測量精度相對較低,而且由于檢測信號為機械振動波,所以對測量介質(zhì)的粘度、液體狀態(tài)有一定的要求,例如,不能用于測量動力粘度大于 30cp 或含顆;虺錆M氣泡的介質(zhì)。

1.4   伺服液位計

伺服液位計是用于儲罐和工藝過程罐高精度 液位測量儀表。伺服液位計的液位測量是基于浮力 平衡的原理。儀表腔室內(nèi)置有浮子,浮子的牽引鋼 絲纏繞在測量輪鼓上,測量輪鼓受微伺服電機驅動 旋轉以拉上放下浮子。工作時,浮子浮在液體表面, 當液位變化時,為達到浮力平衡,微伺服電機會自動調(diào)節(jié)浮子位置使其保持在液面上。通過測量輪鼓 的旋轉可精確計算出液位值。

1.5   雷達液位計

雷達液位計工作時發(fā)出高頻脈沖,當脈沖遇到 液面時反射回來,被儀表內(nèi)的接收器接收,并將距離信號轉化為液位信號。雷達液位計不與被測介質(zhì) 接觸,且無機械傳動部件,運行可靠性高,可適用于 檢測高粘度、腐蝕性強的介質(zhì),還有產(chǎn)品可用于高溫環(huán)境,且適用于所有罐型。

在實際應用中雷達液位計有兩種方式:調(diào)頻連 續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波式的雷達液位 計,功耗大, 需采用四線制,電子電路較復雜。而對 于采用脈沖波式的雷達液位計,功耗較低, 可用兩 線制的 24VDC 供電,容易實現(xiàn)本質(zhì)安全,精確度 高,因此適用范圍更廣。在結構上分為喇叭天線、桿 式天線和拋物面天線等。

選擇雷達液位計測量儲罐液位可能會面臨追 加儀表投資的問題,但隨著大家對其認識的加深, 雷達液位計憑借其自身優(yōu)勢,受到越來越多客戶的青睞。用雷達儀表測量儲罐液位具有以下特點:

1)雷達液位計采用一體化設計,無可動部件, 不存在機械磨損,使用壽命長; 2)雷達液位計測量時發(fā)出的電磁波能夠穿過真空,不需要傳輸媒介, 具有不受大氣、蒸汽、儲罐內(nèi)揮發(fā)霧影響的特點,因 此可用于測量具有揮發(fā)性的介質(zhì)的液位;3)雷達液位計幾乎能用于所有液體的液位測量;4)采用非接觸式測量,不受所檢測介質(zhì)的密度、濃度等物理特 性的影響;5)測量范圍大,可用于高溫、高壓的液體 液位的測量; 6) 天線等關鍵部件采用高質(zhì)量材料制 成,抗腐蝕能力強,能適用于腐蝕性較強的環(huán)境等; 7)計量級精度的雷達可用于計量。

雷達液位計應用很廣泛,幾乎可用于所有介質(zhì) 油罐的液位檢測。雷達液位計與儲罐的連接方式有 法蘭連接和螺紋連接。

在化工設計過程中,通常需根據(jù)檢測介質(zhì)的特 性、溫度、壓力、罐型等情況, 選擇不同形式的雷達 液位計。例如,喇叭形天線的雷達液位計可安裝在無導波管的拱頂罐上,用于測量各種石油與化工產(chǎn)品(瀝青與類似產(chǎn)品除外)的液位。拋物面天線雷達 液位計既可以安裝在無導波管拱頂罐上,也可以安裝在浮頂罐上,用于測量各種石油與化工產(chǎn)品的液位,包括瀝青、柏油及冷凝產(chǎn)品。導波管雷達液位計 則適用于所有類型儲罐的液位檢測。

1.6   罐旁指示儀的應用

罐旁指示儀是一種現(xiàn)場指示儀表,配合雷達液位計或伺服液位計使用。在罐區(qū)、油庫、煉油廠中, 用于總量控制和計量交接,是儲罐計量系統(tǒng)的一部分。罐旁指示儀安裝在現(xiàn)場,通過總線等通訊方式連接雷達液位計或伺服液位計 、 多 點平均溫度計等儀表,收集這些儀表的測量信號,再將各種信息集成輸出給上位控制系統(tǒng), 一般安裝在油罐 的底部,方便操作人員讀取罐上的液位、 溫度等信息。

2   儲罐高低液位越限報警

在化工設計中,儲罐液位越限檢測報警儀表的 種類有很多,通常用到的有浮球液位控制器、音叉 液位控制器等。

對于音叉液位開關,其探頭有固有的頻率振 動,當傳感器探頭接觸到液體時,音叉固有的頻率 就會產(chǎn)生變化,電子檢測器將這一變化檢測出來, 然后將其轉化成開關信號,輸出液位越限報警信號 或聯(lián)鎖信號。

儲罐液位越限檢測報警儀表的安裝方式通常 有頂裝和側裝兩種。安裝時需注意,應盡量避免因 物料粘結而影響音叉振動,而且音叉與罐壁應保持 一定距離, 防止叉齒觸碰到罐壁影響檢測效果。

3   儲罐溫度檢測

由于儲罐介質(zhì)的存儲溫度一般都不高,所以, 當需要就地顯示儲罐溫度時,一般會選用雙金屬溫 度計;當需要 DCS 集中監(jiān)控時, 常選用帶輸出的測 溫變送一體化熱電阻。通常,對于中間儲罐通常檢 測單點溫度, 而對于原油和成品油儲罐以及有計量 要求的儲罐, 我們通常會檢測平均溫度。

4   儲罐壓力檢測

通常對于帶壓儲罐,通常需要對儲罐壓力進行 檢測。壓力變送器是我們經(jīng)常用到的壓力測量儀 表,測量單點位置處的壓力,可用于測量氣體、液體 和蒸汽等介質(zhì)的壓力。壓力變送器的工作方式是通 過安裝在儀表內(nèi)的感壓膜片感應壓力,再通過內(nèi)置 電路放大轉換成可讀信號。

5   罐區(qū)安全檢測系統(tǒng)

化工設計中,對于罐區(qū)這樣的易燃易爆危險環(huán) 境,必須設置可燃氣體濃度、有毒氣體濃度檢測及 報警裝置。在條件允許的情況下,應在一些重要位 置設置緊急停車按鈕和工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。

6   化工設計中罐區(qū)設計的基本原則

在化工設計過程中,首先必須嚴格按照針對本行業(yè)的國家有關設計規(guī)范、標準和法規(guī)進行設計。 并嚴格執(zhí)行有關防火、防爆、防雷、防靜電的有關設計標準及規(guī)范。同時應該強調(diào)整個罐區(qū)生產(chǎn)過程的安全性, 選用的儀表設備必須符合相應安全防爆區(qū)域的防爆等級標準。


 

狀 態(tài): 離線

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