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罐区自动化常用仪表的选型

罐区仪表选型原则与生产装置无区别,标准规范都可适用,仅液位检测仪表有些特殊要求。
1. 储罐液位仪表一般选型原则
储罐液位仪表在一般设计规范中无明确规定,选型是根据实践经验总结。
(1)仪表精度:对储罐液位仪表精度的考虑,主要决定于液位检测的结果是作监视用,还是作计量用,如果是一般监视,则精度可以低一些,绝对误差在±5mm至±10mm均可,如果作为计量用,则精度要求绝对误差在±1mm至±2mm,特别对于大容积的储罐,要求应更高。
(2)检测方式:储罐液位检测仪表从检测方式分有接触式与非接触式两大类。接触式的有力平衡式、伺服式、NOHKEN磁致伸缩式液位计等检测原理的仪表,非接触式有雷达式、静压式、差压式等检测原理的仪表。一般讲原油、重质油采用非接触式表为宜,而轻质油和化工产品(非腐蚀性)用接触和非接触式都可以。
(3)仪表的稳定性与可靠性:仪表的稳定性、可靠性对罐区生产而言,在某种意义上讲比仪表精度更重要。如果仪表经常需要维修,检测结果时而不准,都会影响操作工使用仪表的信心。
(4)仪表防爆防腐性能:石化企业罐区仪表基本上都是用于易燃易爆或有腐蚀性气体存在的场合,因此用于储罐的液位检测仪表一般都要求是本安型或隔爆型。但在实际应用中,罐区液位仪表本安型极少,大多采用隔爆型,防爆等级d II BT4~6均可。对腐蚀性气体的区域,应考虑从表体本身结构或安装方式上解决防腐问题。

(5)仪表安装、维修及检修:储罐液位检测仪表安装正确与否,对仪表精度影响极大,特别是力平衡式仪表,如导向绳不垂直或护套管偏斜都直接影响检测结果,甚至根本无法测量。因此在选型时要从安装难易、配件是否特殊、安装费用高低等等进行比较,并注意仪表日常维护、检修是否方便以及罐的检修周期等综合因素来考虑。

(6)环境要求:目前罐区常用的液位仪表基本都能满足一般环境的温、湿度要求,但在设计选型时仍要特别注意高寒地区、沿海地区的温度、湿度、海风腐蚀以及靠近沙漠地区的风沙影响等诸多因素,有些仪表从样本看都能满足要求,但实际用于上述地区就可能出现检测不准、甚至不能使用等问题。
(7)投资:目前国内外储罐液位仪表种类繁多,同种仪表的生产厂、制造商、代理商也很多,价格差异较大,一般讲国外表价格高。今年推出的雷达表、伺服式液位计、HTG、磁致伸缩式液位仪等,是当今世界范围内的更新换代产品,性能较好,在选型时应根据项目的投资情况,尽可能选择性能价格比好的产品。
2. 储罐液位检测仪表
(1)就地观测液位仪:用于储罐的就地液位观测仪表较多,常用的有利用磁性浮子为检测元件,基于磁耦合原理的磁浮子翻板式或浮球式液位计,今年出现的直读式彩色石英玻璃管液位计和彩色玻璃板液位计。这类就地观测液位仪表的最大特点是液位直观,价格较低,但精度不高,一般均在±10mm。某些磁浮子式仪表配上各种变送装置,将液位转换为标准的电信号远传至控制室显示,但由于精度低、且可动部件多,长久使用可靠性差,一般在球罐上配合其他液位仪用,且只用其就地观测。对于一些小规格罐群,投资又有限,作为一般储罐监视还是可行的。
(2)力平衡式液位检测仪表:基于力平衡原理检测液位的仪表,尽管形式多种,但检测部分基本相同,结构大同小异,仅在信号转换、变换及二次显示等后续功能上,不同厂商各有自己的特点,目前应用较普遍的有重锤式钢带液位计、恒力盘簧式钢带液位计等。
(3)伺服式液位仪表:伺服式液位计是一种高精度的罐装液位测量仪表。适用于各类储罐液位监测、控制、进出物料结算和倒罐,它不仅可以测液位,还可以测量两种介质的界面、介质密度、罐底高度,通过与平均温度计的连接,在计算物料体积时可作温度补偿,并可算出质量。通过现场梳理,可对储罐进出口阀门、辅助设备进行控制,对其他模拟信号传送等,实现对储罐的监视和操作。
(4)雷达式液位仪:日本能研雷达式液位仪是一种不与液体接触、无机械传动部件的仪表,因此工作十分可靠,特别适于高粘度、腐蚀性强的介质,有的产品还可用于高温场合,对所有罐型都适用。这种仪表最大优点是液位测量精度高,一般在±1mm、±2mm,某些特殊要求产品,精度可达±0.1mm,但其价格昂贵。一般在大型储罐、高温、高粘、高腐蚀性介质上使用不属于控制级的产品,其精度一般在±5mm左右,价格适中,在一般只作监视的场合可以选用。

(5)静压式储罐测量系统:用静压原理测量液位有多重方法,如60年代的称重式储罐计量仪和用标准压力表及普通差压变送器都可测量储罐液位。现代压力检测技术和微处理器技术的发展,出现了可作温度计线性补偿的智能化压力变送器,其精度可达0.03%~0.01%,由这类变送器构成的储罐测量系统,其系统精度有很大提高,特别是质量检测精度高,但液位检测精确度相对伺服式液位计、雷达式液位计要低一些。所以它是高精度的计量系统。
(6)磁致伸缩液位计:利用磁致伸缩液位计测量液位,是70年代的发明。液位由一根测杆和套在杆上可滑动的浮子以及测杆上端的电子部件构成,测杆由防腐材料制作的外杆、波导管和铜感元件。
3. 高低液位越限报警仪表
储罐液位越限报警仪表种类繁多,常用的有日本能研浮球液位控制器、音叉液位控制器等,输出多为无源触点。
(1)浮球液位控制器
工作原理:当液位发生变化时,检测浮球也会随之变化,装在浮球连接杆端部的磁钢也会作上下摆动。而装在输出部分的磁钢根据磁性同性相斥的原理会作相反方向的摆动,进而带动微动开关的触点开闭,此开、闭信号即可输出作为液位越限报警或联锁的信号。
(2)音叉液位开关
NOHKEN音叉式液位开关探头有固有频率振动,当传感器探头接触到液体时,音叉固有频率产生变化,电子检测器将这一变化检测出来并转换成开关信号输出,即可作为液位越限报警或联锁信号。

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