石化工業(yè)中涉及到的產(chǎn)品有很多種類(lèi)，石油磺酸鹽就是其中一種，它是由石油及其餾份為原料，用磺化劑磺化，再用堿中和而制成的產(chǎn)品。由于石油磺酸鹽的原料多用混合物，所以產(chǎn)品的組成較為復(fù)雜，質(zhì)量隨原料組成及工藝條件而變化。其原料可用原油、拔頭原油、原油餾份和原油加工半成品油。在其生產(chǎn)過(guò)程中要用到許多槽罐進(jìn)行原料及產(chǎn)成品的運(yùn)輸與儲(chǔ)存。生產(chǎn)工藝介質(zhì)物性比較特殊，測(cè)量工況比較復(fù)雜，有的介質(zhì)不僅易燃易爆并且有毒。配套儲(chǔ)罐液位監(jiān)測(cè)設(shè)備的選型有其特殊性，既要保證測(cè)量效果，又要*大限度控制成本以及安全生產(chǎn)的需要，這就必須對(duì)各類(lèi)儲(chǔ)罐及其介質(zhì)進(jìn)行研究與分析，在液位測(cè)量設(shè)備的選型與應(yīng)用方面進(jìn)行深入研究。本文是通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)罐區(qū)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，在罐區(qū)液位各類(lèi)測(cè)量問(wèn)題和技改方案中找尋相關(guān)規(guī)律，提出各種介質(zhì)、各類(lèi)罐體的適宜的液位計(jì)選型原則，涉及到的液位測(cè)量?jī)x表包括酸堿溶液液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)等不同的測(cè)量設(shè)備，對(duì)提高罐區(qū)的自控水平具有一定借鑒作用。
一、罐區(qū)常用液位測(cè)量方法及設(shè)備簡(jiǎn)介
1.1酸堿溶液液位計(jì)（直讀）
酸堿溶液液位計(jì)是根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成的，罐區(qū)液位測(cè)量中往往作為一種側(cè)裝直讀式液位計(jì)來(lái)使用。磁翻板由很多磁性的紅白翻柱組成，與測(cè)量筒內(nèi)的浮子有磁性耦合作用而進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí)際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。優(yōu)點(diǎn)是顯示直觀(guān)，但物料粘度比較大或者雜質(zhì)多的話(huà)容易造成浮子卡住，對(duì)于比較高的罐體來(lái)說(shuō)也不適宜，成本很高而且安裝維護(hù)不方便。
1.2 磁致伸縮液位計(jì)
磁致伸縮液位計(jì)是另外一種罐頂安裝的浮力式液位計(jì)，該種液位計(jì)具有精度高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、安裝方便等特點(diǎn)。因此，廣泛應(yīng)用于石油、化工等液位測(cè)量領(lǐng)域，成為液位測(cè)量中的精品。
1.3 壓力式液位計(jì)
壓力式液位計(jì)采用靜壓測(cè)量原理，當(dāng)液位變送器投入到被測(cè)液體中某一深度時(shí)，傳感器迎液面受到的壓力的同時(shí)，通過(guò)導(dǎo)氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓Po與傳感器的負(fù)壓腔相連，以抵消傳感器背面的Po，使傳感器測(cè)得壓力為：ρgH，通過(guò)測(cè)取壓力P，可以得到液位深度。
1.4鋼帶液位計(jì)
鋼帶液位計(jì)是一種傳統(tǒng)的液位計(jì)，該液位計(jì)適宜測(cè)量石油、水及其它液體，廣泛應(yīng)用于石油產(chǎn)品儲(chǔ)罐測(cè)量、計(jì)量，工業(yè)用水及污水監(jiān)測(cè)以及化學(xué)工業(yè)（酸、堿、鹽液）中。它是利用力學(xué)平衡原理設(shè)計(jì)制作的，當(dāng)液位改變時(shí)，將液位檢測(cè)裝置（浮盤(pán)）根據(jù)液位的情況帶動(dòng)鋼帶移動(dòng)，通過(guò)鋼帶的拉伸及機(jī)械傳動(dòng)不斷達(dá)到新的平衡，再讀取碼帶、輸出標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)來(lái)顯示液位的情況。
1.5 雷達(dá)液位計(jì)
雷達(dá)液位計(jì)利用雷達(dá)電磁波測(cè)量液位是近幾年國(guó)內(nèi)外都很關(guān)注的技術(shù)。由于液位計(jì)不接觸介質(zhì)，又無(wú)可動(dòng)部件，故障率低，而且精度也很高，是一種對(duì)用戶(hù)很有吸引力的液位計(jì)。
雷達(dá)液位計(jì)*大的特點(diǎn)是在惡劣條件下功效顯著。無(wú)論是有毒介質(zhì)，還是腐蝕性介質(zhì)，也無(wú)論是固體、液體還是粉塵性、漿狀介質(zhì)，它都可以進(jìn)行測(cè)量。
二、石油磺酸鹽罐區(qū)液位檢測(cè)設(shè)備早期存在問(wèn)題匯總
石油磺酸鹽生產(chǎn)工藝介質(zhì)主要有原油、二氯乙烷、氨水、中和液、酸性油、基液、磺酸鹽成品等，很多物料物性復(fù)雜，有的物料易燃易爆易揮發(fā)，罐體設(shè)計(jì)內(nèi)浮頂，有的溫度高粘度高，罐內(nèi)有蒸汽、液面有泡沫，還有的密度不穩(wěn)定很多儲(chǔ)罐功能不斷切換。勝利油田中勝?lài)?guó)際化工集團(tuán)有限公司原有罐區(qū)液位監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)比較落后，液位監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及液位計(jì)的選型沒(méi)有結(jié)合實(shí)際工況，測(cè)量非常不穩(wěn)定，液位計(jì)損壞頻率非常高，有些還采用上罐檢尺手段檢測(cè)液位，尤其合成調(diào)配工藝沒(méi)有準(zhǔn)確的液位測(cè)量作為調(diào)配依據(jù)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度也大。針對(duì)原有罐區(qū)存在的問(wèn)題，2010年上半年，對(duì)車(chē)間東西罐區(qū)的液位測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)和建設(shè)，并在此后的幾年內(nèi)，不斷對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的液位計(jì)的使用效果進(jìn)行追蹤，找出原有一次測(cè)量?jī)x表存在的問(wèn)題，根據(jù)每個(gè)罐的工況進(jìn)行液位計(jì)的調(diào)整和更換。大致上講，原有的罐區(qū)液位計(jì)的測(cè)量問(wèn)題主要集中在以下幾個(gè)方面：
1、液相磺化車(chē)間罐區(qū)早期采用珠峰罐區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)儀表多為鋼帶變送器，目前由于鋼帶變送器多年老化，大多變送器已經(jīng)損壞或鋼帶斷裂，僅存的幾臺(tái)鋼帶也經(jīng)常出現(xiàn)浮盤(pán)卡滯、讀數(shù)錯(cuò)誤、線(xiàn)路中斷等問(wèn)題，維護(hù)量非常大。目前，老式鋼帶液位計(jì)已經(jīng)全部廢除，被其他液位測(cè)量形式所替代。
2、用壓力變送器測(cè)量液位，適用性很強(qiáng)、測(cè)量*穩(wěn)定、而且故障率低、非常經(jīng)濟(jì)。但是由于有些罐內(nèi)介質(zhì)密度不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生很大的測(cè)量偏差。在一些介質(zhì)密度不穩(wěn)定、罐儲(chǔ)介質(zhì)罐儲(chǔ)功能經(jīng)常發(fā)生變化、介質(zhì)容易分層、物料過(guò)于粘稠、底部雜志比較多的儲(chǔ)罐上，出現(xiàn)問(wèn)題非常多。
3、雷達(dá)液位計(jì)雖然測(cè)量精度高，維護(hù)方便，但是使用過(guò)程中也出現(xiàn)一些問(wèn)題，主要集中在兩個(gè)方面：一種情況發(fā)生在在內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的液位測(cè)量中，由于內(nèi)浮頂本身的結(jié)構(gòu)要求浮盤(pán)本身有一定支撐高度，所以在低液位時(shí)，容易產(chǎn)生一段盲區(qū)。
三、不同品*的雷達(dá)液位計(jì)在石油磺酸鹽產(chǎn)品罐區(qū)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中比對(duì)及分析
2010年上半年，對(duì)車(chē)間東西罐區(qū)的液位測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)和建設(shè)，現(xiàn)場(chǎng)的液位計(jì)也做了部分更換，其中雷達(dá)液位計(jì)得到了廣泛的應(yīng)用。由于雷達(dá)液位計(jì)安裝方便，測(cè)量精準(zhǔn)，總體使用效果很好，但沒(méi)有多長(zhǎng)時(shí)間便在合成罐區(qū)基液罐、產(chǎn)品罐以及調(diào)配罐的使用中暴露問(wèn)題，主要現(xiàn)象是在某些時(shí)間段出現(xiàn)突然的測(cè)量不穩(wěn)定，液位模擬信號(hào)大范圍跳動(dòng)，這個(gè)問(wèn)題困擾了很長(zhǎng)時(shí)間，后來(lái)通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)地觀(guān)察和回波信號(hào)的測(cè)試追蹤，終于找到了其中的原因，并且發(fā)現(xiàn)了不同品*的雷達(dá)液位計(jì)在這種工況下測(cè)量性能上的具體差異，找出了*佳的測(cè)量設(shè)備。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們從雷達(dá)液位計(jì)自身參數(shù)上做了一些調(diào)整，感覺(jué)收效甚微，但是我們又用其他品*的雷達(dá)液位計(jì)在同樣的工況下做了橫向測(cè)試，發(fā)現(xiàn)不同品*型號(hào)的雷達(dá)液位計(jì)在這種有泡沫的液面上應(yīng)用，同樣是比較主流的高頻率非接觸式雷達(dá)液位計(jì)，分辨能力是大不相同的。除了了羅斯蒙特5402雷達(dá)液位計(jì)，我們還嘗試了E+H公司FMR240雷達(dá)液位計(jì)和德國(guó)VEGA公司的PS63型雷達(dá)液位計(jì)，通過(guò)觀(guān)察和一段時(shí)間的替代應(yīng)用，在這種具有泡層的工況中，F(xiàn)MR240的測(cè)量穩(wěn)定性要略好于羅斯蒙特的5402，但實(shí)際效果也不能滿(mǎn)足需求，測(cè)量效果*好的要數(shù)德國(guó)VEGA公司的PS63型雷達(dá)液位計(jì)，在*惡劣的工況下，雖然真實(shí)液位回波信號(hào)也有衰減，但是識(shí)別度很高，完全可以做到連續(xù)穩(wěn)定測(cè)量。以上兩圖是PS63型雷達(dá)液位計(jì)在T130和T132兩個(gè)罐上的回波曲線(xiàn)圖，其中T132是產(chǎn)品調(diào)配罐，工況*為惡劣，從圖上可以看出PS63型雷達(dá)液位計(jì)在應(yīng)對(duì)*惡劣的工況依然可以接受比較強(qiáng)的回波信號(hào)，可以清晰地分辨真實(shí)的液位。
四、結(jié)論
綜上所述，石油磺酸鹽罐區(qū)液位檢測(cè)設(shè)備選型有其特殊性，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，液位計(jì)選型已經(jīng)可以有一個(gè)比較清晰的思路，個(gè)人建議石油磺酸鹽罐區(qū)可以建立以雷達(dá)液位計(jì)為主，單法蘭壓力變送器、磁致伸縮液位計(jì)為輔的選型體系，針對(duì)具體物料，建議遵循以下選型原則：
1、石油磺酸鹽產(chǎn)品、基液及調(diào)配儲(chǔ)罐由于物料循環(huán)時(shí)會(huì)產(chǎn)生比較厚的泡層，如果要求計(jì)量準(zhǔn)確則建議選用德國(guó)VEGA的PS63型雷達(dá)液位計(jì)。用于一般過(guò)程檢測(cè)，精確度需求不高的儲(chǔ)罐可以選用單法蘭液位計(jì)。
2、氨水、二氯乙烷儲(chǔ)罐，由于介質(zhì)易燃易爆易揮發(fā)做內(nèi)釜頂罐的儲(chǔ)罐如果用雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量則需在罐體設(shè)計(jì)時(shí)按照雷達(dá)液位計(jì)的安裝要求設(shè)計(jì)導(dǎo)波管，并按要求在導(dǎo)波管側(cè)壁做好聯(lián)通孔設(shè)計(jì)，選型上將來(lái)也可以嘗試接觸式的導(dǎo)波雷達(dá)，如果對(duì)精度要求不高則可以選用單法蘭液位計(jì)。
3、油品儲(chǔ)罐如果需要計(jì)量準(zhǔn)確選用普通型的雷達(dá)液位計(jì)，如果用于一般的過(guò)程檢測(cè)可以選用單法蘭液位計(jì)。