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雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理技術(shù)特性及以及安裝調(diào)試的問(wèn)題處理
發(fā)布時(shí)間：2018-09-03 13:41:00??點(diǎn)擊次數(shù)：2461次
石油工業(yè)中對(duì)于原料油與成品油品的儲(chǔ)存是一項(xiàng)特別的工作內(nèi)容，油品儲(chǔ)罐是煉油廠存儲(chǔ)原油和成品油的重要設(shè)備，儲(chǔ)罐液位是油品集輸工藝的重要參數(shù)之一，關(guān)于油品相關(guān)的儲(chǔ)存與測(cè)量的技術(shù)也在不斷地發(fā)展。隨著各種測(cè)量技術(shù)的不斷出現(xiàn)以及石油工業(yè)的迅猛發(fā)展，包括計(jì)算機(jī)、光纖、超聲波、伺服、雷達(dá)液位計(jì)等高新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，油罐自動(dòng)液位計(jì)量已進(jìn)入多功能、高精度的新階段。采用人工檢尺等接觸式方法測(cè)量液位，存在種種弊端，非接觸式雷達(dá)液位儀可以解決液位測(cè)量中誤差大、不安全等問(wèn)題。
近年來(lái)，由于目前我廠共有油品儲(chǔ)罐60座，存在著檢測(cè)技術(shù)陳舊、檢測(cè)誤差大、維修調(diào)試?yán)щy等諸多問(wèn)題。一是人工檢尺方法原始而又繁瑣，尤其是在氣候惡劣的條件下，給工人帶來(lái)不安全因素；二是鋼帶液位計(jì)*次安裝要求較高，機(jī)械磨擦影響計(jì)量精度，還存在著液位突然移動(dòng)跟蹤不及時(shí)，冬季重油罐易出現(xiàn)凍凝等問(wèn)題；三是稱重式計(jì)量?jī)x表，這種儀表工作時(shí)必須向罐內(nèi)吹氣，可使輕油揮發(fā)，造成油品損失，并污染空氣，另外，引氣管堵塞和泄露都影響檢測(cè)效果。自從采用非接觸式儀表雷達(dá)液位計(jì)以來(lái)，許多以往的因測(cè)量帶來(lái)的困擾迎刃而解，解決了油品儲(chǔ)罐液位檢測(cè)中存在的問(wèn)題。
本文結(jié)合我廠油罐測(cè)量從手工測(cè)量、靜水壓油罐液位儀、浮標(biāo)尺測(cè)位儀到雷達(dá)液位儀的發(fā)展歷程重點(diǎn)介紹了雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理及技術(shù)特性，以及安裝、調(diào)試、使用過(guò)程中存在和解決的一些問(wèn)題。
1系統(tǒng)原理及特點(diǎn)
1.1工作原理
雷達(dá)液位計(jì)微波是以光速c傳播的高速電磁波，當(dāng)發(fā)射的電磁波碰到介質(zhì)液面時(shí)就會(huì)反射回來(lái)，雷達(dá)通過(guò)測(cè)量發(fā)射波與反射波之間的延時(shí)t來(lái)確定天線與反射面之間的距離(空高h(yuǎn))。T=2h，c。(c=300000kinds)光速c不受介質(zhì)環(huán)境的影響，傳播速度是穩(wěn)定的，當(dāng)測(cè)得延遲時(shí)間t就可獲得h。， 差額A， 發(fā)射信號(hào)反射信號(hào)圈I探測(cè)器工作原理雷達(dá)系統(tǒng)不斷地發(fā)射線性調(diào)頻信號(hào)(即頻率與時(shí)間成線性關(guān)系的信號(hào))，可以得到發(fā)射信號(hào)頻率與反身信號(hào)頻率之間的差頻，差頻正比于延遲時(shí)間t，也即正比于空高h(yuǎn)。差頻信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，就可獲得高空值h，罐高值與空高值之差就是液位值。
1.2特點(diǎn)
1.2.1可靠性高。非接觸測(cè)量，無(wú)活動(dòng)部件，NNN靠性高。
1.2.2計(jì)量精度高。測(cè)量精度不受介質(zhì)溫度、壓力及介電常數(shù)等變化的影響。
1.2.3應(yīng)用范圍廣?？蛇\(yùn)用于各種油品儲(chǔ)罐，尤其運(yùn)用于高精度、易結(jié)晶及高溫高壓的介質(zhì)。
1.2.4數(shù)字輸出技術(shù)。具有RS-232、RS一485標(biāo)準(zhǔn)接口，現(xiàn)場(chǎng)與控制室之間采用數(shù)字傳輸，可以克服模擬信號(hào)傳輸帶來(lái)的誤差。
1.2.5體積小、重量輕，安裝便捷、維護(hù)簡(jiǎn)單。
1.2.6有故障自診斷和提示功能。
3選型及安裝
1.3.1選型。
通過(guò)考察，我們選用了雷達(dá)液位計(jì)。雷達(dá)液位計(jì)按照天線形狀(天線的外形決定微波的聚集和靈敏度)分為波導(dǎo)管型和喇叭型兩種。一般拱頂罐采用喇叭口安裝，浮頂罐采用波導(dǎo)管安裝。
1.3.2安裝。
①喇叭口天線的下端必須低于罐頂20mm以上，法蘭對(duì)水平面的誤差應(yīng)小于 ±0.5°，喇叭天線的中軸線應(yīng)保證與液面垂直，且距罐壁的*小安裝距離不能小于0.15H （ H為罐高)。(如圖2)
②波導(dǎo)管安裝法蘭對(duì)水平面的誤差應(yīng)小于士10，波導(dǎo)管的中軸線必須與液面保持垂直;為避免沖擊，波導(dǎo)管的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離進(jìn)出料口。(如圖3)
2.應(yīng)用情況及效果
2.1應(yīng)用情況:自2000年以來(lái)，我們?cè)谠湍┱緝勺?側(cè)X用膨的原油儲(chǔ)罐上安裝了兩臺(tái)，至今，先后又在柴油液態(tài)烴罐上安裝了6臺(tái)雷達(dá)液位計(jì)，運(yùn)行狀況良好。
2.2應(yīng)用效果分析:為了考核雷達(dá)液位計(jì)的技術(shù)性能，我們于2000年6月10日至7月3日，在原油罐區(qū)做了人工量油與液位儀自動(dòng)量油對(duì)比測(cè)試，效果良好。
①*大誤差為Znun，運(yùn)行穩(wěn)定。
②儀表能準(zhǔn)確地反映各罐原油生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、
③方便管理和操作運(yùn)行。站內(nèi)儲(chǔ)油情況，滿足了原油動(dòng)態(tài)計(jì)量、數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/div>
2.3存在的問(wèn)題與改進(jìn)措施:
2.2.1波導(dǎo)管附著物對(duì)測(cè)量的影響。由于設(shè)計(jì)上的缺陷，我廠原油罐采樣口利用了雷達(dá)液位儀的波導(dǎo)管，采樣過(guò)程造成一定量的原油積聚在波導(dǎo)管上，引起測(cè)量誤差。針對(duì)這一問(wèn)題，我們?cè)诟”P導(dǎo)向管進(jìn)行開孔后，將其改造成了新的采樣口，解決了這一問(wèn)題。
2.3.2電源對(duì)測(cè)量的影響。由于電網(wǎng)壓力波動(dòng)較大，對(duì)一、二次儀表供電影響較大，影響了雷達(dá)液位計(jì)的正常工作。針對(duì)這一問(wèn)題，我們?cè)鲈O(shè)了一套穩(wěn)壓裝置，保證了一、二次儀表的供電正常。
2.3.3傳輸波導(dǎo)管引起的測(cè)量誤差。波導(dǎo)管一般離罐底200-300mm左右必須采用外夾套焊接方法，不能對(duì)焊。波導(dǎo)管內(nèi)壁絕不能有焊縫及毛刺存在應(yīng)為一整根，若需加長(zhǎng)，否則會(huì)影響測(cè)量精度。
2.3.4罐內(nèi)液體反射面以上組分構(gòu)成及特性對(duì)測(cè)量誤差的影響。
①利用雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行液位測(cè)量，必須保證一部分反射波從物位表面反射回去。若液體物位表面存在一層氣泡，反射信號(hào)的能量很小，將引起測(cè)量誤差，如圖4所示。消除的方法是加傳輸波導(dǎo)管。
②液化氣罐的測(cè)量由于其飽和蒸汽壓低，氣相濃度大，對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生較大影響。消除的方法是進(jìn)行智能補(bǔ)償。
3.經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.
計(jì)量準(zhǔn)確，穩(wěn)定性好，實(shí)現(xiàn)了對(duì)油品儲(chǔ)罐的全天候計(jì)量和良好性能。
3.1該雷達(dá)液位計(jì)儀表結(jié)構(gòu)合理，監(jiān)督。
3.2,雷達(dá)液位計(jì)的推廣應(yīng)用，較好地解決了我廠原油進(jìn)廠的盈虧計(jì)量及成品油出廠的損耗管理。通過(guò)原油的準(zhǔn)確計(jì)量，2001年曾及時(shí)發(fā)現(xiàn)3起在原油管線上栽閥偷油案件，并采取措施，使其及時(shí)被杜絕，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該液位計(jì)和推廣使用，充實(shí)了我廠局域網(wǎng)數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)管理自動(dòng)化打下基礎(chǔ)。目前我公司計(jì)量數(shù)據(jù)90%己實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上采集和傳輸。
3.3該液位計(jì)的應(yīng)用，減少了對(duì)人工操作的依賴，取消了操作工每?jī)尚r(shí)上罐量油一次的作業(yè)，*大地減輕了崗位工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)效率。
3.4該液位計(jì)的使用，杜絕了在炎熱、雷雨、冬雪等惡劣環(huán)境條件下，人工檢尺的不安全因素。
4結(jié)論
雷達(dá)液位計(jì)的推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了由接觸式測(cè)量到非接觸性測(cè)量的轉(zhuǎn)變，綜合測(cè)量精度提高到了。在企業(yè)面臨入世挑戰(zhàn)、深入挖潛增效的**是油品儲(chǔ)罐液位計(jì)量的*選儀表。
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