在石油化工等行业,原料、成品储运和生产流程中建有大量各种储罐,企业生产及管理部门需掌握罐内存储介质的液位高度、压力、温度、流量、相对密度、质量、体积等参数。
其中,液位高度是确保储罐安全,防止意外事故发生的最重要数据之一。液位计测量不准或测量设备的损坏,不但影响工艺操作,而且需要对贮罐进行清罐处理,才能恢复正常液位测量。以一个3000m3的贮罐为例,每清罐一次大约需要损失10万元人民币左右。
如果储罐属于特殊容器,开孔受限制,一些常用的液位计不能使用;同时,储罐的介质有可能是腐蚀性很强的物质,常规的测量仪表的零部件易腐蚀,维护成本大。因此,我们采用了外贴式液位计—一种新型液位计,无需容器开孔,罐外连续精确测量,属完全非接触测量,容器内压力无限制,可测易燃易爆、强腐蚀性、剧毒和高清洁度、自聚等介质。安装简便,无须动火,无须停产,可在线安装维护。
2 外贴式液位计工作原理
外贴式液位计是将测量传感器外贴于罐壁外侧,采用声呐信号传输原理,结合超高速数字信号处理技术,克服了罐壁的影响,精确测量液位高度。
利用此原理,采用仪表测量头从容器壁外侧发射和接收声波信号,转变为电信号传入仪表主机,仪表主机对测量头得到的各种不同模式的声波进行滤波、识别,除去与液位变化无关的信号,并利用专门的软件对该信号的波形进行复杂的计算,得出介质的液位高度。
为了适应液体温度变化>± 5℃或液体成分变化较大的场合,使测量不受液体温度和液体成分变化的影响,确保仪表的测量精度(± 0.1%F.S )。可在容器外侧加装校准传感器,就可以计算出液面的精确测量高度。这样测得的液面高度值不受液体温度和成分变化的影响。
对于被测液体的要求:粘度<5CP,当5CP<粘度<35CP时,可能会使仪表测量量程减小,当粘度>35CP 时则不能测量。另外,对于悬浊液、乳浊液则不能测量。
仪表主机允许的工作环境温度范围为 - 50℃——70℃,测量探头允许的温度为 - 50℃- - - - 150℃。另外,仪表盲区的设定也应引起重视。
3 外贴式液位计安装
1.安装测量头处的容器壁要求用能够良好传递振动的硬质材料制成,若容器壁为多层材料,则层间应紧密接触,无气泡或气体夹层,内外壁表面平整。
2.外贴式液位计可以测量球型、立式、卧式等各种形状的压力容器和带压容器,可以根据实际情况选择适当的安装方式。
4 外贴式液位计的参数调整
外贴式液位计有一些参数是厂家技术服务人员根据现场实际情况来进行调整和设定的,所以,在标定液位计时,至少需要记录两组数据,而且两次实际液位变化值要在2m以上,这样才能保证标定后的液位计比较准确。经过多次测量,进行对测量值的校准,可以使实际测外贴式液位计量值的误差更小。
5 外贴式液位计使用效果
在化工厂中对于球罐液位测量选用的测量设备一般以 B M - 6 0 和 B M - 1 0 0 以及雷达液位计为主。宁夏某石化公司现有储罐原设计选用了B M - 6 0 液位计,虽然这种液位计测量比较准确,但其维护量较大,经常是三,四个月就出现一次问题(即钢丝断),每次处理时都需要对贮罐进行倒罐和清罐,这样不仅增加了安全生产的危险性,而且也增加了原料的损耗,增加了仪表的维护量。
6使用情况表明,外贴式液位计有许多优点:
一是该液位计安装方便、使用安全。该仪表不用开孔取源,只将测量头( 带有磁性) 直接固定在储槽外壁,即可进行测量,安装十分方便,不影响生产;即使在外贴液位仪表损坏或维修状态下,也绝无泄漏的可能,不会对环境造成污染,也不会由于电气元件打火而导致发生火灾事故。
该仪表与储槽形状、壁厚、储槽内压力无直接关系,对压力储槽有很好的测量效果;采用隔离式测量,最适宜剧毒、带压力、易燃易爆、强腐蚀性液体的测量,还特别适用于药品、饮料、酒类等高卫生、高纯度要求的生产部门,它可以保证在任何情况下,绝无引入杂菌、杂质污染的可能。
二是由于仪表是在罐体外壁进行测量,仪表和被测介质不接触,避免了被测介质对仪表的腐蚀;其测量探头和仪表中无任何机械运动部件,安装是吸附式的严格密封,不会造成磨损或腐蚀,十分耐用,免去了大量耗资、耗时、耗力的现场维护工作。
三是该仪表达到 Exd Ⅱ BT6 级防爆、IP67级防水 / 防尘要求,因此可在VCM 罐区稳定工作。由于ZHH--LM外贴液位计为全数字式,不使用强电,不存在仪表的机械磨擦运动,为现场数字显示,模拟4 -20mA标准信号输出,仪表是全封闭的,并且与DCS接口方便,因此技术可靠,可长周期稳定工作。
到目前为止,宁夏某石化公司各装置安装的外贴式液位计使用效果很好,测量比较准确,维护量小,在性能价格比上优于进口仪表。因此,外贴式液位计在石油化工企业的罐区液位管理中有一定的推广使用价值。