SAAB雷达液位仪在重油罐液位计量上的应用.doc

SAAB雷达液位仪在重油罐液位计量上的应用 郑卫东，段永静 ??? 摘? 要：通过对多年选用重油储罐液位计量仪表失败的分析，提出使用SAAB Rosemount雷达液位仪应用于重油储罐液位计量，很好地解决了问题，保证了储罐的安全，取得了较好的社会效益。??? 关键词：重油；计量；雷达液位仪；应用????重油是石油加工过程中所产生的黑色产品，有密度大、黏度大、杂质多、储存输转温度高（最高110℃）、油品含水及蒸汽量大、进油过程中易起泡沫等特点，给储罐液位计量仪表的选用带来很大困难。????我厂自建厂至今40余年来，由于重油储罐液位仪表问题没有得到彻底解决，一直采用人工检尺的传统方法控制储罐液位。工人每天要沿15~23m高的盘梯上下多次，忍受油品高温烘烤，劳动强度大且不安全。另外，由于人工监测的不连续性，无法防范冒罐事故。因此，选用一种实用的液位计量仪表刻不容缓。????一、液位仪表失效原因分析????1．浮子式液位仪、码盘表、光导液位仪。这些仪表的机械部分主部件都包括浮球、钢丝或钢带等。这种机械传动受重油黏度影响大、浮子无法随液面实时升降；其次由于重油杂质多，储罐底为沉积油泥，浮子到达罐底附近时极可能沉入油泥中而不能上浮；第三，冬季气候寒冷，罐内蒸汽量大，排出后形成的冷凝水使罐顶机械传动部分冻凝不能计量。????2．静压式液位仪表。此类代表的差压变送器是主要部件，引压元件毛细管常因为重油黏度大、杂质多而堵塞失灵。????3．国产雷达液位仪使用失败主要原因是技术不过关。重油介电常数太低，进油时泡沫多造成雷达波衰减过大，向天线的反射量太小而测量不准。????二、新型雷达液位计选用????1．新仪表选型????储油罐液位仪表的选用主要考虑以下因素。????(1)油罐大小。对于1万m3的大中型油罐，应选择科技含量较高的仪表；????(2)使用日的。对于直接售油或进油的油罐，要选用精度较高的液位计计量级而不是过程监控级的仪表；????(3)储存介质特性。因介质黏度大、杂质多应选用非接触式仪表；????(4)操作维护性。应尽量选用易操作、易维护、易安装、维护费用低的仪表；????(5)数据传输性能。要求仪表数据能远传，接口要标准化。????艾默生过程控制有限公司生产的SAAB Rose-mount RTG3945型计量级雷达液位仪表工作介质温度最高可达230℃，压力可达6.4MPa，测量结果不受介质影响；平均无故障工作时间65年；测量不受环境温度影响；无移动部件，无需维修，维护工作量小；可靠性高，精度士0.5mm计量级；能有效处理复杂的工艺条件，具有超高灵敏度与独特信号处理能力；能使用基于Windows系统的PC软件，方便地实现人机对话、数据传输和易于联网，可作为重油液位计量仪表之首选。????2．RTG3945型雷达液位仪工作原理????(1)测量原理????雷达液位仪是一种俯视式时间行程测量系统，用于测量从参考点（罐顶处）到介质液位表面的间距。一般雷达液位仪的测量是通过天线发出微波，在被测介质液面产生反射，并被天线接收，通过电子线路转换后送到微处理机对信号进行处理。雷达波传导的距离由发射波与反射波的频率计算，由于雷达波以光速传播，对于油罐这种相对高度不大的测量对象而言，要求分辨率极高，所以测量反射时间几乎不可能。解决办法是改变发射波频率，测量发射波与反射波的频率差，计算出雷达波传输的距离，这就是RTG系列雷达液位仪所采用的调频连续波（FMCW）技术。液位的测量频率通常在10GHz附近，测量精度＜±mm。????(2)实用中的问题????①重油储存、进油温度高对仪表的影响。由于雷达波传播不需要空气介质，因此其传播速率几乎不受温度变化的影响。当t=500℃时，反射时间的变化为0.002%；t=2 000℃时，反射时间的变化远小于0.003%，完全适合对重油高温介质进行液位测量。????②重油罐内操作压力的影响。微波传播几乎不受空气密度变化的影响，因此雷达液位仪能在真空或受压状态下正常工作，真空状态下微波传播速率相对空气状态下仅变化0.0029%；但当操作压力高到某一范围时，压力对测量带来的误差就不容忽视。现在推出的雷达液位计产品，最高允许压力为6.4MPa，重油储罐属常压，因此完全适用。????③挥发性、介电常数、液面状态等介质特性对测量的影响。易挥发性气体和惰性气体对雷达液面计的测量均没有影响，因此重油罐内的蒸汽对测量无影响，但液体介质的相对介电常数、湍流状态、泡沫等被测介质特性，对微波信号的衰减应引起足够重视。当介质的相对介电常数小到一定值时，雷达波的有效反射信号衰减过大，导致液位计无法正常工作，因此介电常数必须大于产品所要求的最小值。随着SAAB产品应用经验的丰富和软件处理技术的不断完善，R