雷達(dá)液位計(jì)在集輸站庫(kù)中的應(yīng)用

王國(guó)華

摘要：現(xiàn)階段，勝利油田正逐漸由人工計(jì)量向自動(dòng)計(jì)量進(jìn)行轉(zhuǎn)變，而雷達(dá)液位計(jì)被廣泛采用。文章講述了雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn)原理和技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及使用效果，對(duì)各集輸站庫(kù)在自動(dòng)化技術(shù)改造方面有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：集輸站庫(kù)；雷達(dá)液位計(jì)；計(jì)量方式；油罐罐液位

中圖分類號(hào)：TH816 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）12-0056-02

隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在勝利油田正加大在自動(dòng)化方面的資金投入，原油計(jì)量也逐漸由人工計(jì)量向自動(dòng)化計(jì)量轉(zhuǎn)變。在油罐液位測(cè)量方面，大多采用了雷達(dá)液位計(jì)代替以前的人工檢尺計(jì)量。既減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又避免了人工檢尺的誤差，并且具有遠(yuǎn)傳功能，能夠隨時(shí)掌握液位情況，提高了生產(chǎn)調(diào)節(jié)的靈活性和準(zhǔn)確性，起到了良好的效果，保證了生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行。

1 傳統(tǒng)計(jì)量方式弊端

信息化站庫(kù)改造之前，原油計(jì)量工作以前一直處于人工抄表、檢尺讀數(shù)狀態(tài)?；?yàn)工每?jī)尚r(shí)對(duì)各方向原油進(jìn)行化驗(yàn)，當(dāng)含水過高時(shí)，還會(huì)加密做樣；計(jì)量工每2小時(shí)抄表一次，并定時(shí)向調(diào)度匯報(bào)。計(jì)量工還需要每2小時(shí)對(duì)每個(gè)大罐檢尺，測(cè)量油罐內(nèi)原油的液位，化驗(yàn)工化驗(yàn)大罐含水，資料員以此基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算出油罐庫(kù)存，指導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)行。

傳統(tǒng)計(jì)量工作方式計(jì)量任務(wù)繁重，計(jì)量結(jié)果易受外在環(huán)境因素、職工操作經(jīng)驗(yàn)水平影響，出現(xiàn)誤差因人而異，存在極大不確定性；傳統(tǒng)計(jì)量方式不能做到實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)數(shù)據(jù)，不能對(duì)生產(chǎn)指導(dǎo)提供詳細(xì)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，生產(chǎn)指導(dǎo)缺乏明確主觀性。例如對(duì)多個(gè)油罐進(jìn)行檢尺時(shí)，人工檢尺必須一個(gè)一個(gè)進(jìn)行，不能保證同時(shí)對(duì)每個(gè)油罐進(jìn)行計(jì)量，由于罐內(nèi)原油處于外輸或者進(jìn)油狀態(tài)，這樣就會(huì)造成很大的計(jì)量誤差。因此，傳統(tǒng)計(jì)量方式不能保證安全生產(chǎn)，不具備安全報(bào)警功能，生產(chǎn)易出現(xiàn)責(zé)任事故。

2 油罐罐液位計(jì)量技術(shù)的發(fā)展

信息化站庫(kù)改造后，在采用傳統(tǒng)機(jī)械式液位計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了革新，對(duì)儲(chǔ)油罐增設(shè)了雷達(dá)液位計(jì)，實(shí)現(xiàn)了全站計(jì)量工作的自動(dòng)化，比以往的自動(dòng)化程度更高。下面進(jìn)行具體比較分析。

2.1 機(jī)械式液位計(jì)

對(duì)原油儲(chǔ)罐來說，容積計(jì)量主要參數(shù)是油罐液位，稱作液位法計(jì)量。舊式液位法計(jì)量技術(shù)主要以各種鋼帶浮子液位計(jì)為主，鋼帶液位計(jì)是一種傳統(tǒng)的液位計(jì)。它是利用力學(xué)平衡原理設(shè)計(jì)制作的。它由液位檢測(cè)裝置、高精度位移傳動(dòng)系統(tǒng)、恒力裝置、顯示裝置及其他外設(shè)構(gòu)成。

工作原理：浸在被測(cè)液體中的浮子受到重力W、浮力F和由恒力裝置產(chǎn)生的恒定拉力T的作用，當(dāng)三個(gè)力的矢量和等于零時(shí)，浮子處于準(zhǔn)平衡靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)液位改變時(shí)，原有的力學(xué)平衡在浮子受浮力的擾動(dòng)下，將通過鋼帶的移動(dòng)達(dá)到新的平衡。液位檢測(cè)裝置（浮子）根據(jù)液位的情況帶動(dòng)鋼帶移動(dòng)，位移傳動(dòng)系統(tǒng)通過鋼帶的移動(dòng)策動(dòng)傳動(dòng)銷轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而作用于計(jì)數(shù)器來顯示液位的情況。

缺點(diǎn)：機(jī)械摩擦影響精度，誤差較大。

2.2 雷達(dá)液位計(jì)的工作原理及技術(shù)優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)階段，油田各個(gè)站庫(kù)進(jìn)行了全方位自動(dòng)化改造，建設(shè)成了具有較高自動(dòng)化控制能力的信息化站庫(kù)，原油計(jì)量工作也有了較大發(fā)展。微波脈沖技術(shù)的推廣，給儲(chǔ)罐液位計(jì)量方式提供了新的方向。

工作原理：導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)是依據(jù)時(shí)域反射原理（TDR）為基礎(chǔ)的雷達(dá)液位計(jì)，雷達(dá)液位計(jì)的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播，當(dāng)遇到被測(cè)介質(zhì)表面時(shí)，雷達(dá)液位計(jì)的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置，發(fā)射裝置與被測(cè)介質(zhì)表面的距離同脈沖在其間的傳播時(shí)間成正比，經(jīng)計(jì)算得出液位高度。

導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：雷達(dá)液位計(jì)對(duì)液體、顆粒及漿料連續(xù)物位測(cè)量。雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量不受介質(zhì)變化、溫度變化、惰性氣體及蒸汽、粉塵、泡沫等的影響。雷達(dá)液位計(jì)的精度為5mm，量程60m，耐250℃高溫、40公斤高壓，雷達(dá)液位計(jì)適用于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。即便工況復(fù)雜，也可以用調(diào)試軟件準(zhǔn)確分析出物位的回波。雷達(dá)液位計(jì)實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)罐液位的24小時(shí)不間斷自動(dòng)化計(jì)量。

安裝要求：（1）推薦距離墻至安裝短管的外壁，離罐壁為罐直徑1/6處，最小距離為200mm；（2）不能安裝在進(jìn)油口的上方；（3）如果不能保持儀表與罐壁的距離，罐壁上的介質(zhì)會(huì)黏附造成虛假回波，在調(diào)試儀表的時(shí)候應(yīng)該進(jìn)行虛假回波存儲(chǔ)。

注意事項(xiàng)：測(cè)量范圍從波束觸及罐低的那一點(diǎn)開始計(jì)算，但在特殊情況下，若罐低為凹型或錐形，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時(shí)無法進(jìn)行測(cè)量。若介質(zhì)為低介電常數(shù)，當(dāng)其處于低液位時(shí)，罐低可見，此時(shí)為保證測(cè)量精度，建議將零點(diǎn)定在低高度為C的位置。理論上測(cè)量達(dá)到天線尖端的位置是可能的，但是考慮到腐蝕及粘附的影響，測(cè)量范圍的終值應(yīng)距離天線的尖端至少100mm。對(duì)于過溢保護(hù)，可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。最小測(cè)量范圍與天線有關(guān)。隨濃度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以將其反射，但在一定的條件下是可以進(jìn)行測(cè)量的。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

隨著各集輸站庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)的建立，各單位都建立了自動(dòng)化中控室，目前集輸站庫(kù)儲(chǔ)罐均安裝了雷達(dá)液位計(jì)，實(shí)現(xiàn)了在任何情況下的24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，計(jì)量時(shí)效性、準(zhǔn)確性、抗干擾性都有了質(zhì)的提高。雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)，通過遠(yuǎn)傳功能，隨時(shí)傳遞給中控室。利于值班人員提前做出預(yù)警判斷，同時(shí)還具備對(duì)原始記錄的儲(chǔ)存和查看功能，極大提高了生產(chǎn)指揮的能動(dòng)性。尤其在惡劣天氣無法上罐計(jì)量的情況下，更是能夠隨時(shí)掌握罐內(nèi)液位變化，防止事故的發(fā)生。對(duì)站庫(kù)生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行起到了重要作用，受到站庫(kù)技術(shù)人員和操作工人的普遍認(rèn)可和歡迎。

4 結(jié)語(yǔ)

研究雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn)及技術(shù)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，通過開發(fā)與之相關(guān)的監(jiān)控及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件，把現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化計(jì)量與辦公自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)地連接起來，能充分合理利用信息資源，解決人工計(jì)量方式的弊端，更好地為生產(chǎn)管理與決策指揮服務(wù)，提高計(jì)量工作的準(zhǔn)確性、時(shí)效性，促進(jìn)管理水平的不斷提高。雷達(dá)液位計(jì)屬于自動(dòng)化設(shè)備，自動(dòng)化程度較高，因此，在使用中也應(yīng)該了解其原理，出現(xiàn)偏差時(shí)能夠及時(shí)糾偏，并且及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和專人管理，只有這樣，才能保證液位計(jì)更好地為站庫(kù)計(jì)量服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王新生.基于微波法的儲(chǔ)油罐液位測(cè)量[J].自動(dòng)化儀表，2001，（6）.

[2] 董軍.高精度脈沖雷達(dá)在原油罐中的應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化，2002，（2）.

（責(zé)任編輯：劉 晶）