化工過程中罐區(qū)儀表如何選擇？
作者：admin 來源：西安賽譜自動(dòng)化儀表技術(shù)有限公司 2024-03-20 瀏覽量：109
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化工過程中罐區(qū)儀表如何選擇？
在化工設(shè)計(jì)中， 我們經(jīng)常會(huì)遇到石油化工工廠 中儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，其中儲(chǔ)存液體物料的罐區(qū) 是儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的主要生產(chǎn)單元。本文將根據(jù)在化工設(shè)計(jì)中遇到的關(guān)于罐區(qū)的項(xiàng)目，就罐區(qū)的儀表選型談 一些體會(huì)。
1 儲(chǔ)罐液位檢測
國內(nèi)外儲(chǔ)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(jì)、外側(cè)液位計(jì)、伺服式液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)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(diǎn)及 適合應(yīng)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(chǔ)罐。單法蘭液位變送器及差壓變送器用于液位的測量時(shí)，優(yōu)點(diǎn)是對安裝的要求相對簡單、維護(hù)方便， 且運(yùn)行的可靠性較高。缺點(diǎn)是當(dāng)測量介質(zhì)的密度易受環(huán)境變化，就會(huì)影響其測量精度， 所以不適合用于大型儲(chǔ)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(jì)
磁致伸縮液位計(jì)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(jì)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(chǔ)罐的液位測量中得到了較好的應(yīng)用。
1.3 外側(cè)液位計(jì)
外測液位計(jì)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(jì)的測量探頭直接吸附在容器外壁， 檢測到的微小機(jī)械振動(dòng)波形的特性由液位
振動(dòng)特性和容器振動(dòng)特性決定。根據(jù)計(jì)算關(guān)系，把測量探頭敏感器件檢測到的振動(dòng)信號變?yōu)殡娦盘?后傳輸?shù)街鳈C(jī)，主機(jī)對收集到的各種不同模式的振 動(dòng)進(jìn)行濾波、判斷，經(jīng)復(fù)雜計(jì)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(jìn)行溫度補(bǔ)償。
由于外側(cè)液位計(jì)的特點(diǎn)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(qiáng)、 毒性劇烈、絕對無菌等環(huán)境下的液位測量。其缺點(diǎn)是測量精度相對較低，而且由于檢測信號為機(jī)械振動(dòng)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(dòng)力粘度大于 30cp 或含顆粒或充滿氣泡的介質(zhì)。
1.4 伺服液位計(jì)
伺服液位計(jì)是用于儲(chǔ)罐和工藝過程罐高精度 液位測量儀表。伺服液位計(jì)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(jī)驅(qū)動(dòng) 旋轉(zhuǎn)以拉上放下浮子。工作時(shí)，浮子浮在液體表面， 當(dāng)液位變化時(shí)，為達(dá)到浮力平衡，微伺服電機(jī)會(huì)自動(dòng)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(zhuǎn)可精確計(jì)算出液位值。
1.5 雷達(dá)液位計(jì)
雷達(dá)液位計(jì)工作時(shí)發(fā)出高頻脈沖，當(dāng)脈沖遇到 液面時(shí)反射回來，被儀表內(nèi)的接收器接收，并將距離信號轉(zhuǎn)化為液位信號。雷達(dá)液位計(jì)不與被測介質(zhì) 接觸，且無機(jī)械傳動(dòng)部件，運(yùn)行可靠性高，可適用于 檢測高粘度、腐蝕性強(qiáng)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(shí)際應(yīng)用中雷達(dá)液位計(jì)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(dá)液位 計(jì)，功耗大， 需采用四線制，電子電路較復(fù)雜。而對 于采用脈沖波式的雷達(dá)液位計(jì)，功耗較低， 可用兩 線制的 24VDC 供電，容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，精確度 高，因此適用范圍更廣。在結(jié)構(gòu)上分為喇叭天線、桿 式天線和拋物面天線等。
選擇雷達(dá)液位計(jì)測量儲(chǔ)罐液位可能會(huì)面臨追 加儀表投資的問題，但隨著大家對其認(rèn)識的加深， 雷達(dá)液位計(jì)憑借其自身優(yōu)勢，受到越來越多客戶的青睞。用雷達(dá)儀表測量儲(chǔ)罐液位具有以下特點(diǎn)：
1）雷達(dá)液位計(jì)采用一體化設(shè)計(jì)，無可動(dòng)部件， 不存在機(jī)械磨損，使用壽命長； 2）雷達(dá)液位計(jì)測量時(shí)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(chǔ)罐內(nèi)揮發(fā)霧影響的特點(diǎn)，因 此可用于測量具有揮發(fā)性的介質(zhì)的液位；3）雷達(dá)液位計(jì)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(guān)鍵部件采用高質(zhì)量材料制 成，抗腐蝕能力強(qiáng)，能適用于腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境等； 7）計(jì)量級精度的雷達(dá)可用于計(jì)量。
雷達(dá)液位計(jì)應(yīng)用很廣泛，幾乎可用于所有介質(zhì) 油罐的液位檢測。雷達(dá)液位計(jì)與儲(chǔ)罐的連接方式有 法蘭連接和螺紋連接。
在化工設(shè)計(jì)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(dá) 液位計(jì)。例如，喇叭形天線的雷達(dá)液位計(jì)可安裝在無導(dǎo)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(dá) 液位計(jì)既可以安裝在無導(dǎo)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(dǎo)波管雷達(dá)液位計(jì) 則適用于所有類型儲(chǔ)罐的液位檢測。
1.6 罐旁指示儀的應(yīng)用
罐旁指示儀是一種現(xiàn)場指示儀表，配合雷達(dá)液位計(jì)或伺服液位計(jì)使用。在罐區(qū)、油庫、煉油廠中， 用于總量控制和計(jì)量交接，是儲(chǔ)罐計(jì)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(dá)液位計(jì)或伺服液位計(jì) 、 多 點(diǎn)平均溫度計(jì)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(chǔ)罐高低液位越限報(bào)警
在化工設(shè)計(jì)中，儲(chǔ)罐液位越限檢測報(bào)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(guān)，其探頭有固有的頻率振 動(dòng)，當(dāng)傳感器探頭接觸到液體時(shí)，音叉固有的頻率 就會(huì)產(chǎn)生變化，電子檢測器將這一變化檢測出來， 然后將其轉(zhuǎn)化成開關(guān)信號，輸出液位越限報(bào)警信號 或聯(lián)鎖信號。
儲(chǔ)罐液位越限檢測報(bào)警儀表的安裝方式通常 有頂裝和側(cè)裝兩種。安裝時(shí)需注意，應(yīng)盡量避免因 物料粘結(jié)而影響音叉振動(dòng)，而且音叉與罐壁應(yīng)保持 一定距離， 防止叉齒觸碰到罐壁影響檢測效果。
3 儲(chǔ)罐溫度檢測
由于儲(chǔ)罐介質(zhì)的存儲(chǔ)溫度一般都不高，所以， 當(dāng)需要就地顯示儲(chǔ)罐溫度時(shí)，一般會(huì)選用雙金屬溫 度計(jì)；當(dāng)需要 DCS 集中監(jiān)控時(shí)， 常選用帶輸出的測 溫變送一體化熱電阻。通常，對于中間儲(chǔ)罐通常檢 測單點(diǎn)溫度， 而對于原油和成品油儲(chǔ)罐以及有計(jì)量 要求的儲(chǔ)罐， 我們通常會(huì)檢測平均溫度。
4 儲(chǔ)罐壓力檢測
通常對于帶壓儲(chǔ)罐，通常需要對儲(chǔ)罐壓力進(jìn)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(diǎn)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(yīng)壓力，再通過內(nèi)置 電路放大轉(zhuǎn)換成可讀信號。
5 罐區(qū)安全檢測系統(tǒng)
化工設(shè)計(jì)中，對于罐區(qū)這樣的易燃易爆危險(xiǎn)環(huán) 境，必須設(shè)置可燃?xì)怏w濃度、有毒氣體濃度檢測及 報(bào)警裝置。在條件允許的情況下，應(yīng)在一些重要位 置設(shè)置緊急停車按鈕和工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。
6 化工設(shè)計(jì)中罐區(qū)設(shè)計(jì)的基本原則
在化工設(shè)計(jì)過程中，首先必須嚴(yán)格按照針對本行業(yè)的國家有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 并嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)防火、防爆、防雷、防靜電的有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。同時(shí)應(yīng)該強(qiáng)調(diào)整個(gè)罐區(qū)生產(chǎn)過程的安全性， 選用的儀表設(shè)備必須符合相應(yīng)安全防爆區(qū)域的防爆等級標(biāo)準(zhǔn)。
