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外贴式液位开关在储罐上的应用
2020-11-12
  

储(chu)(chu)罐(guan)液位(wei)(wei)超高(gao)容易引起安(an)全事(shi)故并导致经济损(sun)失,为了避(bi)免长输管道站场的储(chu)(chu)罐(guan)液位(wei)(wei)发生超高(gao)而引起事(shi)故的发生,在储(chu)(chu)罐(guan)上需(xu)安(an)装高(gao)液位(wei)(wei)开关(guan),当储(chu)(chu)罐(guan)液位(wei)(wei)打到设定(ding)的上限值是通过及时报(bao)警处理即可(ke)预防事(shi)故的发生。外贴式超声波(bo)液位(wei)(wei)开由(you)于(yu)其具有(you)可(ke)靠性(xing)强,稳定(ding)性(xing)高(gao),安(an)装简(jian)易等优点被广泛(fan)应用(yong)于(yu)石(shi)油化工液位(wei)(wei)检(jian)测(ce)与控制领域,其技术越(yue)(yue)来越(yue)(yue)先进,成为液位(wei)(wei)测(ce)量与报(bao)警中(zhong)的主要仪(yi)表之一(yi)。


长输(shu)管(guan)道站场内一(yi)般都(dou)设置(zhi)(zhi)一(yi)定数量的(de)储(chu)罐(guan)(guan),为了防止储(chu)罐(guan)(guan)液(ye)(ye)位(wei)超高事(shi)故的(de)发生,需要(yao)对储(chu)罐(guan)(guan)液(ye)(ye)位(wei)进(jin)行检测(ce)与报警(jing),油品储(chu)罐(guan)(guan)也(ye)应该舍友高液(ye)(ye)位(wei)报警(jing)装置(zhi)(zhi)。因此,液(ye)(ye)位(wei)开(kai)(kai)关(guan)就必不(bu)可少(shao)。通常液(ye)(ye)位(wei)开(kai)(kai)关(guan)有(you)超声(sheng)波式(shi)(shi)、浮力式(shi)(shi)、浸入式(shi)(shi)电容(rong)式(shi)(shi)、音叉式(shi)(shi)、压力式(shi)(shi)液(ye)(ye)位(wei)开(kai)(kai)关(guan),其中大部分是接触式(shi)(shi)。针对储(chu)罐(guan)(guan)容(rong)积大、易(yi)燃易(yi)爆(bao)、有(you)些(xie)储(chu)罐(guan)(guan)要(yao)求(qiu)不(bu)许开(kai)(kai)孔、触外(wai)界空(kong)气等环境条(tiao)件,这(zhei)就要(yao)求(qiu)一(yi)种非接触式(shi)(shi)、不(bu)开(kai)(kai)孔插入的(de)液(ye)(ye)位(wei)开(kai)(kai)关(guan),而外(wai)贴式(shi)(shi)超声(sheng)波液(ye)(ye)位(wei)开(kai)(kai)关(guan)就满足了这(zhei)种需求(qiu)。


1、工(gong)作原理


超(chao)声(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)液(ye)位(wei)(wei)检(jian)测(ce)有脉(mai)冲(chong)(chong)回波(bo)(bo)法、共(gong)振法、频差法一级声(sheng)(sheng)(sheng)衰(shuai)减法等,其中(zhong)应用较广(guang)的是(shi)(shi)脉(mai)冲(chong)(chong)回波(bo)(bo)法。在利(li)用超(chao)声(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)对液(ye)位(wei)(wei)检(jian)测(ce)的过(guo)程中(zhong),由于超(chao)声(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)在罐(guan)壁内环(huan)(huan)绕,不受(shou)介质(zhi)气泡、压力(li)等因素(su)的影响,而当波(bo)(bo)穿透介质(zhi)时容(rong)易受(shou)其影响,因此,在储罐(guan)设备中(zhong),外(wai)贴式超(chao)声(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)液(ye)位(wei)(wei)开(kai)关正是(shi)(shi)利(li)用了超(chao)生波(bo)(bo)在罐(guan)壁内的环(huan)(huan)绕及波(bo)(bo)的反(fan)(fan)射(she)(she)特性达(da)到对液(ye)位(wei)(wei)的检(jian)测(ce)报(bao)警。外(wai)贴式超(chao)声(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)开(kai)液(ye)位(wei)(wei)开(kai)关及其传(chuan)感器(qi)(探(tan)头)产(chan)生的高(gao)频超(chao)声(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)脉(mai)冲(chong)(chong)可(ke)(ke)(ke)穿过(guo)容(rong)器(qi)壁,这个(ge)脉(mai)冲(chong)(chong)会(hui)在容(rong)器(qi)壁和液(ye)体中(zhong)传(chuan)播,还会(hui)被(bei)反(fan)(fan)射(she)(she)回来,通过(guo)对这种反(fan)(fan)射(she)(she)特性的检(jian)测(ce)和计(ji)算(suan),就可(ke)(ke)(ke)以判断出监测(ce)点处容(rong)器(qi)内是(shi)(shi)否有液(ye)。同(tong)时液(ye)位(wei)(wei)开(kai)关可(ke)(ke)(ke)输出继电(dian)(dian)器(qi)信号给(ji)后级电(dian)(dian)器(qi)或其他(ta)设备,从而实现对液(ye)位(wei)(wei)的监测(ce)或控制。


2、仪器适用性分(fen)析及优缺点(dian)


2.1、适用性(xing)分(fen)析(xi)


在设有(you)大型储罐(guan)的(de)长输(shu)管道站场(chang)(chang),不仅需要(yao)(yao)对储罐(guan)液位(wei)(wei)(wei)(wei)进(jin)行监测和(he)上(shang)下限(xian)报(bao)(bao)警(jing),还需要(yao)(yao)考虑到低(di)闪报(bao)(bao)、误(wu)报(bao)(bao)等,这就(jiu)要(yao)(yao)求(qiu)液位(wei)(wei)(wei)(wei)开(kai)关(guan)必须具(ju)有(you)良好的(de)可靠性和(he)适(shi)用性。起初,非接(jie)触式防爆(bao)超(chao)(chao)声(sheng)波(bo)液位(wei)(wei)(wei)(wei)开(kai)关(guan)在高压球罐(guan)上(shang)试用,获得了(le)成功,但随着现场(chang)(chang)实际使(shi)用过程遇到了(le)一些问题,入需同时加高位(wei)(wei)(wei)(wei)报(bao)(bao)警(jing)和(he)高高位(wei)(wei)(wei)(wei)报(bao)(bao)警(jing)时,抗(kang)干扰能力强(qiang)、报(bao)(bao)警(jing)信号易受干,当遇到其他电磁波(bo)干扰时产生闪报(bao)(bao)、误(wu)报(bao)(bao);品种单一,满足不了(le)现场(chang)(chang)各种需求(qiu),为了(le)克服以(yi)上(shang)的(de)缺点,智能外贴超(chao)(chao)声(sheng)波(bo)液位(wei)(wei)(wei)(wei)开(kai)关(guan)系列产品应运而生,有(you)效(xiao)的(de)解决了(le)误(wu)报(bao)(bao)警(jing)问题。智能外贴超(chao)(chao)声(sheng)波(bo)液位(wei)(wei)(wei)(wei)开(kai)关(guan)的(de)面世,满足了(le)石化(hua)装(zhuang)置上(shang)日益增多(duo)地需要(yao)(yao)防爆(bao)不开(kai)孔(kong)的(de)硬报(bao)(bao)警(jing)装(zhuang)置。


2.2、优点


①可(ke)(ke)靠性强:外贴式(shi)超(chao)声波液(ye)位开关采(cai)用非接触(chu)式(shi)测量,整个测量过程中不与介(jie)质直接接触(chu),这种测量方式(shi)使此(ci)装置不受介(jie)质的温度(du)、比重、腐蚀性的影响(xiang),特别是有(you)(you)毒液(ye)体,并有(you)(you)效(xiao)剔除介(jie)质挂(gua)壁及上部起(qi)雾和泡沫的影响(xiang),较好(hao)的保证(zheng)了其工作(zuo)的可(ke)(ke)靠性。


②测(ce)量范围大(da),适用面广:测(ce)量介质包含纯(chun)净液(ye)体、乳状液(ye)体、悬浮状液(ye)体,也(ye)可(ke)配多种探头,不仅可(ke)测(ce)量常压和高压的(de)(de)储罐(guan)装置(zhi),还适用于对卫生(sheng)要(yao)求严格的(de)(de)环保(bao)型罐(guan)。此装置(zhi)解决了厚壁储罐(guan)液(ye)位报警的(de)(de)难题。目前,最大(da)可(ke)测(ce)罐(guan)壁厚已经(jing)达到60mm。


③安(an)装(zhuang)方(fang)式简单(dan)、维护方(fang)便:非(fei)接触式罐壁外安(an)装(zhuang),不开(kai)孔,不动火,工(gong)作量小,安(an)装(zhuang)费用(yong)低。另外,不需要停止生产运行即可安(an)装(zhuang)维护和使用(yong)。目前安(an)装(zhuang)方(fang)式较(jiao)多(duo)的是磁力吸附方(fang)式和胶粘安(an)装(zhuang)方(fang)式,


④重(zhong)复(fu)性和稳定性高(gao)(gao),不易造成误报(bao)(bao)(bao)(bao)警。目前,重(zhong)复(fu)性误差已(yi)由原来的(de)±5mm提高(gao)(gao)到±2mm,有效地克服了一个罐上(shang)安(an)装高(gao)(gao)报(bao)(bao)(bao)(bao)、低报(bao)(bao)(bao)(bao)、高(gao)(gao)高(gao)(gao)报(bao)(bao)(bao)(bao)等各种(zhong)干扰产(chan)生(sheng)的(de)闪报(bao)(bao)(bao)(bao)、误报(bao)(bao)(bao)(bao)。


⑤具(ju)有(you)继电器常(chang)开和常(chang)闭报警(jing)输出,可直接送上位机和联销装置。


⑥没(mei)有可(ke)动部件,因此,几乎可(ke)以做到无(wu)磨损、无(wu)腐蚀,使用寿命也(ye)长。


⑦外贴式超声波液位开(kai)关(guan)(guan)外场的环境温度可(ke)高至300℃,并(bing)且和压力无关(guan)(guan)。


⑧目前,装有复合探(tan)头的此装置可以做(zuo)到自动校正,免调试(shi)。


2.3、缺点


①外贴式超(chao)声(sheng)波(bo)液位(wei)开关的(de)选择和罐(guan)(guan)体壁厚(hou)有关,外贴式超(chao)声(sheng)波(bo)液位(wei)开关不适用于罐(guan)(guan)壁厚(hou)大(da)于60mm的(de)罐(guan)(guan)体。


②外贴式超(chao)声(sheng)波(bo)液位(wei)开关仅适用(yong)于罐壁如金属、玻(bo)璃、塑料等密(mi)实材质,除此之(zhi)外的(de)罐体目前(qian)还不能采用(yong)外贴式超(chao)声(sheng)波(bo)液位(wei)开关来(lai)对(dui)液位(wei)进(jin)行(xing)监测报警。


3、在储罐上的应用


目(mu)前,临濮线原油(you)管(guan)道(dao)、湘潭(tan)-娄底成品油(you)管(guan)道(dao)工(gong)程(cheng)及(ji)长沙(sha)-郴州成品油(you)管(guan)道(dao)工(gong)程(cheng)等大(da)型管(guan)道(dao)项目(mu)上的储罐均采用了外贴式(shi)超声波液位开(kai)关,并且实际应用效果较好(hao)。


表1是湘潭-娄底成品油(you)管道工(gong)程部(bu)分输(shu)油(you)站混油(you)罐(guan)的(de)报(bao)(bao)警值设(she)定参数,由(you)表中数据可知,罐(guan)位高(gao)限报(bao)(bao)警值一般设(she)定在距罐(guan)壁高(gao)度(du)1000~1500mm之间,且必须把液位开关(guan)安装在油(you)罐(guan)安全高(gao)度(du)下方,以(yi)便检验(yan)报(bao)(bao)警装置的(de)可靠性,对(dui)保证油(you)罐(guan)安全操作(zuo)有(you)重要作(zuo)用。

表1   某储罐外(wai)贴式超声波液位开关(guan)设定值


4、结语


由于外(wai)(wai)贴式(shi)超(chao)声(sheng)波(bo)液(ye)位(wei)开(kai)关具有很多(duo)优(you)点,该装置(zhi)在(zai)储(chu)罐液(ye)位(wei)报(bao)(bao)警(jing)(jing)监测的应用(yong)上越(yue)来越(yue)成熟,成功的项目案(an)例(li)也越(yue)来越(yue)多(duo)。经过几年的现场实际(ji)应用(yong)表明外(wai)(wai)贴式(shi)超(chao)声(sheng)波(bo)液(ye)位(wei)开(kai)关安(an)装简(jian)单、运行可靠、操作方便(bian)、维护量(liang)小、安(an)全性好,外(wai)(wai)贴式(shi)超(chao)声(sheng)波(bo)液(ye)位(wei)开(kai)关作为一(yi)种理想的非(fei)接触式(shi)新型液(ye)位(wei)报(bao)(bao)警(jing)(jing)仪表,可广泛应用(yong)于石油化工等行业恶(e)劣环境下的液(ye)位(wei)报(bao)(bao)警(jing)(jing)场合(he)的测量(liang),较好地实现了液(ye)位(wei)高低限报(bao)(bao)警(jing)(jing),保证了储(chu)罐液(ye)位(wei)安(an)全。

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