在石油化工等行業,原料、成品儲運和生產流程中建有大量各種儲罐,企業生產及管理部門需掌握罐內存儲介質的液位高度、壓力、溫度、流量、相對密度、質量、體積等參數。
其中,液位高度是確保儲罐安全,防止意外事故發生的最重要數據之一。液位計測量不準或測量設備的損壞,不但影響工藝操作,而且需要對貯罐進行清罐處理,才能恢復正常液位測量。以一個3000m3的貯罐為例,每清罐一次大約需要損失10萬元人民幣左右。
如果儲罐屬于特殊容器,開孔受限制,一些常用的液位計不能使用;同時,儲罐的介質有可能是腐蝕性很強的物質,常規的測量儀表的零部件易腐蝕,維護成本大。因此,我們采用了外貼式液位計—一種新型液位計,無需容器開孔,罐外連續精確測量,屬完全非接觸測量,容器內壓力無限制,可測易燃易爆、強腐蝕性、劇毒和高清潔度、自聚等介質。安裝簡便,無須動火,無須停產,可在線安裝維護。
2 外貼式液位計工作原理
外貼式液位計是將測量傳感器外貼于罐壁外側,采用聲吶信號傳輸原理,結合超高速數字信號處理技術,克服了罐壁的影響,精確測量液位高度。
利用此原理,采用儀表測量頭從容器壁外側發射和接收聲波信號,轉變為電信號傳入儀表主機,儀表主機對測量頭得到的各種不同模式的聲波進行濾波、識別,除去與液位變化無關的信號,并利用專門的軟件對該信號的波形進行復雜的計算,得出介質的液位高度。
為了適應液體溫度變化>± 5℃或液體成分變化較大的場合,使測量不受液體溫度和液體成分變化的影響,確保儀表的測量精度(± 0.1%F.S )??稍谌萜魍鈧燃友b校準傳感器,就可以計算出液面的精確測量高度。這樣測得的液面高度值不受液體溫度和成分變化的影響。
對于被測液體的要求:粘度<5CP,當5CP<粘度<35CP時,可能會使儀表測量量程減小,當粘度>35CP 時則不能測量。另外,對于懸濁液、乳濁液則不能測量。
儀表主機允許的工作環境溫度范圍為 - 50℃——70℃,測量探頭允許的溫度為 - 50℃- - - - 150℃。另外,儀表盲區的設定也應引起重視。
3 外貼式液位計安裝
1.安裝測量頭處的容器壁要求用能夠良好傳遞振動的硬質材料制成,若容器壁為多層材料,則層間應緊密接觸,無氣泡或氣體夾層,內外壁表面平整。
2.外貼式液位計可以測量球型、立式、臥式等各種形狀的壓力容器和帶壓容器,可以根據實際情況選擇適當的安裝方式。
4 外貼式液位計的參數調整
外貼式液位計有一些參數是廠家技術服務人員根據現場實際情況來進行調整和設定的,所以,在標定液位計時,至少需要記錄兩組數據,而且兩次實際液位變化值要在2m以上,這樣才能保證標定后的液位計比較準確。經過多次測量,進行對測量值的校準,可以使實際測外貼式液位計量值的誤差更小。
5 外貼式液位計使用效果
在化工廠中對于球罐液位測量選用的測量設備一般以 B M - 6 0 和 B M - 1 0 0 以及雷達液位計為主。寧夏某石化公司現有儲罐原設計選用了B M - 6 0 液位計,雖然這種液位計測量比較準確,但其維護量較大,經常是三,四個月就出現一次問題(即鋼絲斷),每次處理時都需要對貯罐進行倒罐和清罐,這樣不僅增加了安全生產的危險性,而且也增加了原料的損耗,增加了儀表的維護量。
6使用情況表明,外貼式液位計有許多優點:
一是該液位計安裝方便、使用安全。該儀表不用開孔取源,只將測量頭( 帶有磁性) 直接固定在儲槽外壁,即可進行測量,安裝十分方便,不影響生產;即使在外貼液位儀表損壞或維修狀態下,也絕無泄漏的可能,不會對環境造成污染,也不會由于電氣元件打火而導致發生火災事故。
該儀表與儲槽形狀、壁厚、儲槽內壓力無直接關系,對壓力儲槽有很好的測量效果;采用隔離式測量,最適宜劇毒、帶壓力、易燃易爆、強腐蝕性液體的測量,還特別適用于藥品、飲料、酒類等高衛生、高純度要求的生產部門,它可以保證在任何情況下,絕無引入雜菌、雜質污染的可能。
二是由于儀表是在罐體外壁進行測量,儀表和被測介質不接觸,避免了被測介質對儀表的腐蝕;其測量探頭和儀表中無任何機械運動部件,安裝是吸附式的嚴格密封,不會造成磨損或腐蝕,十分耐用,免去了大量耗資、耗時、耗力的現場維護工作。
三是該儀表達到 Exd Ⅱ BT6 級防爆、IP67級防水 / 防塵要求,因此可在VCM 罐區穩定工作。由于ZHH--LM外貼液位計為全數字式,不使用強電,不存在儀表的機械磨擦運動,為現場數字顯示,模擬4 -20mA標準信號輸出,儀表是全封閉的,并且與DCS接口方便,因此技術可靠,可長周期穩定工作。
到目前為止,寧夏某石化公司各裝置安裝的外貼式液位計使用效果很好,測量比較準確,維護量小,在性能價格比上優于進口儀表。因此,外貼式液位計在石油化工企業的罐區液位管理中有一定的推廣使用價值。