气泡水位计(油品加工地下重污油罐液位计选型应用对比)

Posted 2023-05-30

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气泡水位计(油品加工地下重污油罐液位计选型应用对比)

地下重污油罐是煤制油油品加工装置配套储运系统的重要设备，处于整个装置的最低点，在油品加工装置正常生产和开停工过程中，都会有大量的废水、蜡油物料进出地下重污油罐，足见其对于平衡油品加工装置储运系统正常生产的重要性。但在开停车和装置正常运行期间地下重污油罐液位经常指示不准，造成工艺人员无法监控，本文通过对几种液位计的测量原理加以比较，以地下重污油罐介质工况的特点为出发点，选择了几种适合测量地下重污油罐的远传液位计。

液位计

1、导波雷达液位计

导波雷达液位计是基于飞行时间（TOF）原理工作的“自顶向下式”测量系统。测量从基准点到介质表面之间的距离。将高频脉冲信号发送到探测器，信号沿着探测器的轨道传播。脉冲信号在介质表面发生反射，反射信号被表头接收，转换为液位信号。介质的介电常数（DC）关系到高频脉冲信号的反射率。测量大介电常数（DC）的介质（水等）时，脉冲反射信号会变强；反之，测定具有微介电常数（DC）的介质（烃等）时，脉冲反射信号会变弱。

油品加工地下重污油罐液位计原设计为导波雷达液位计，但装置正常生产和开停工过程中经常出现液位“虚假指示”，DCS系统画面趋势显示“一条直线”，造成工艺无法监控液位，无法判断是否启动提升泵。现场拆检导波雷达液位计后，发现导波杆附着有污蜡，当实际液位计下降后，该位置对反射波形成干扰，造成“虚假指示”。

2、电容式液位计

电容式液位计是电气式液位检测方法之一，它使用电容量变化来测量容器中介质的液位。

电容式液位计在地下重污油罐液位测量的使用过程中，由于工艺介质的不断变化，在运行一段时间后发生测量不准，原因为被测介质的介电常数发生变化。由于介质介电常数发生变化，导致电容液位计发生零点偏移，需要对液位计进行不断的零点校准，造成日常仪表维护量大。

3、高频雷达液位计（非接触式）

高频雷达液位计是一种在调频连续波（FMCW）原理基础上的“自顶向下”测量系统。天线向介质发出连续改变频率的电磁波，电磁波到达介质表面后会被反射，反射回波会被天线再次接收。

油品加工地下重污油罐选用80GHz的高频雷达。80GHz高频带来更小的波束角（3°），可以避免和减少罐壁和干扰物的影响，适用于低介电常数、高黏附、高冷凝场合，其特殊的跟踪算法配合80GHz高频技术，更加提高了可靠性。经过实践，高频雷达测量准确，无干扰信号。其非接触的特点，安装至今免维护，DCS画面趋势正常，可实现长期稳定测量。

4、顶装式浮球液位计

顶装式浮球液位计由插入杆、浮动球和表头构成，通过连接法兰安装在储罐的顶部。浮球液位计是基于阿基米德浮力原理设计的，当容器的液面发生变化时，球体上下移动。在磁力作用下，浮球液位计的干式弹簧被磁力吸引，从而使传感器内电阻成线性变化，再由转换器将这个阻值的变化转换成标准的4mA～20mA电信号，实现液面的远距离检测和控制。

浮球式液位计具有简单的结构、方便调试、良好的可靠性和高精度的特性，广泛用于持续测量高温高压、脏污介质、高粘度、蜡油、沥青、易燃、易爆、易腐蚀介质液位的测量。根据浮球式液位计的工作原理及特点，浮球液位计也能对开口、密闭容器或地下池槽里的介质液位进行正常测量。因此，顶装式浮球液位计对于地下重污油罐的液位选型也是一个不错的建议。

5、吹气式差压液位计

据了解，吹气式差压液位计是一种可以测量打开或密闭容器内液体的非接触式液位计。除了吹扫管与被测量介质接触以外，差压变送器测量膜盒和吹扫装置均不与被测介质接触，从而保护变送器膜盒，减少仪器维护量，提高测量可靠性。由于吹扫装置能保证恒速气体输出，差压变送器测量的压力可自动跟踪吹扫管输出压力的变化，使差压变送器输出的信号与介质液面高度成相对应关系。

吹气液位测量的原理如下：在密闭容器中插入空气吹管，空气或惰性气体（氮气等）作为气源经过滤减压阀（其作用是将供气压力降至某个定值，该定值的大小由被测液位高度决定），保证吹气入口处的压力一定。气源通过定型流量阀、浮子流量计、吹扫管路吹入被测量的液体中。吹扫电流通过浮子流量计显示，流量通过浮子流量计上的流量控制阀进行调节。恒定流量的气体从插入液体的吹扫管路下端口逸出，鼓泡并通过液体排入大气。微小气泡（大概每分钟150个气泡）从通气管路的下端排出时（由于微量气泡流速较低，可以忽略沿通气管的压力损失，因而通气管内的气压与液体水平的静压大致相同），差压变送器所指示的差压值就可以反映出液面高度。

事实上，地下重污油罐是微正压封闭容器，气相通常配有氮气（N2）密封。所以，反映液体水平高度的压差值不能简单地导入到变送器的正负压室中，而是利于原设备接口，采用夹套取压的方式，将反映液位高度的差压值和储罐顶部气相压力，同时分别接入到差压变送器的正负压室进行测量。除了测量清洁液体的液位外，吹气式液位计特别适用于测量腐蚀性酸、碱、盐液体、高粘度液体、易结晶液体、高温及含有固体颗粒的液体和一些流化床物料的液位。

通过对煤制油油品加工装置地下重污油罐物料介质特性的分析，对地下重污油罐液位计的几种选型应用进行了比较分析，结合现场实际应用及液位计的测量特点，提出了目前油品加工地下重污油罐液位计的几种合适的选型方案，但从安装方便、免维护、精度高方面考虑，应优先选用高频雷达液位计，这对油品加工装置地下重污油罐液位测量及油品加工装置长周期稳定运行有着重要意义。