關(guān)于化工設(shè)計中罐區(qū)儀表選型的探討

【摘 要】本文將根據(jù)在化工設(shè)計中遇到的關(guān)于罐區(qū)的項(xiàng)目，就罐區(qū)的儀表選型談一些體會。重點(diǎn)介紹了化工設(shè)計中遇到的有關(guān)罐區(qū)設(shè)計的主要檢測儀表；闡述了化工設(shè)計中罐區(qū)設(shè)計的主要儀表選型要點(diǎn)和設(shè)計原則，并得出結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】化工設(shè)計；罐區(qū)儀表；選型

引言：

隨著我國化工經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在化工設(shè)計中，我們經(jīng)常會遇到石油化工工廠中儲運(yùn)系統(tǒng)的項(xiàng)目設(shè)計，其中儲存液體物料的罐區(qū)是儲運(yùn)系統(tǒng)的主要生產(chǎn)單元。國內(nèi)外儲罐常用的液位測量儀表有：單法蘭液位變送器及差壓變送器、磁致伸縮液位計、外側(cè)液位計、伺服式液位計、雷達(dá)液位計等。根據(jù)不同的測量原理和方法，每種測量儀表都有其自身的優(yōu)點(diǎn)及適合應(yīng)用工況。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，就化工設(shè)計中罐區(qū)儀表選型進(jìn)行探討。

一、儲罐液位檢測

1、單法蘭液位變送器及差壓變送器

單法蘭液位變送器及差壓變送器用于液位的測量時，優(yōu)點(diǎn)是對安裝的要求相對簡單、維護(hù)方便，且運(yùn)行的可靠性較高。缺點(diǎn)是當(dāng)測量介質(zhì)的密度易受環(huán)境變化，就會影響其測量精度，所以不適合用于大型儲罐及球罐的液位測量，尤其不適用一些高溫介質(zhì)及攪拌介質(zhì)、高黏度介質(zhì)、有毒或腐蝕性介質(zhì)的液位（物位）測量。單法蘭液位變送器通常用于測量常壓罐，而差壓變送器通常用于測量帶壓儲罐。

2、磁致伸縮液位計

目前在對液化氣儲罐的液位測量中得到了較好的應(yīng)用。磁致伸縮液位計有較高的測量精度，且適用于有毒、易燃、易爆等場所，但該液位計對介質(zhì)的溫度、壓力和粘度有一定的要求。

3、外側(cè)液位計

外測液位計的測量探頭直接吸附在容器外壁，檢測到的微小機(jī)械振動波形的特性由液位振動特性和容器振動特性決定，是國內(nèi)自主開發(fā)的一種新型測量液位的儀表。

根據(jù)計算關(guān)系，把測量探頭敏感器件檢測到的振動信號變?yōu)殡娦盘柡髠鬏數(shù)街鳈C(jī)，主機(jī)對收集到的各種不同模式的振動進(jìn)行濾波、判斷，經(jīng)復(fù)雜計算得到液位測量值。為保證得到更高的液位測量精度，還可對液位的測量進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

由于外側(cè)液位計的特點(diǎn)是測量部分完全與測量介質(zhì)相隔離，因此，非常適合用于測量腐蝕性強(qiáng)、毒性劇烈、絕對無菌等環(huán)境下的液位測量。

4、伺服液位計

伺服液位計的液位測量是基于浮力平衡的原理，是用于儲罐和工藝過程罐高精度液位測量儀表。

儀表腔室內(nèi)置有浮子，浮子的牽引鋼絲纏繞在測量輪鼓上，測量輪鼓受微伺服電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)以拉上放下浮子。工作時，浮子浮在液體表面，當(dāng)液位變化時，為達(dá)到浮力平衡，微伺服電機(jī)會自動調(diào)節(jié)浮子位置使其保持在液面上。通過測量輪鼓的旋轉(zhuǎn)可精確計算出液位值。

5、雷達(dá)液位計

（1）雷達(dá)液位計不與被測介質(zhì)接觸，且無機(jī)械傳動部件，運(yùn)行可靠性高，可適用于檢測高粘度、腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)，還有產(chǎn)品可用于高溫環(huán)境，且適用于所有罐型。

（2）在實(shí)際應(yīng)用中雷達(dá)液位計有兩種方式：調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波式的雷達(dá)液位計，功耗大，需采用四線制，電子電路較復(fù)雜。而對于采用脈沖波式的雷達(dá)液位計，功耗較低，可用兩線制的24VDC供電，容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，精確度高，因此適用范圍更廣。

（3）在結(jié)構(gòu)上分為喇叭天線、桿式天線和拋物面天線等。選擇雷達(dá)液位計測量儲罐液位可能會面臨追加儀表投資的問題，但隨著大家對其認(rèn)識的加深，雷達(dá)液位計憑借其自身優(yōu)勢，受到越來越多客戶的青睞。

（4）用雷達(dá)儀表測量儲罐液位具有以下特點(diǎn)：計量級精度的雷達(dá)可用于計量。雷達(dá)液位計應(yīng)用很廣泛，幾乎可用于所有介質(zhì)油罐的液位檢測。雷達(dá)液位計與儲罐的連接方式有法蘭連接和螺紋連接。雷達(dá)液位計測量時發(fā)出的電磁波能夠穿過真空，不需要傳輸媒介，具有不受大氣、蒸汽、儲罐內(nèi)揮發(fā)霧影響的特點(diǎn)，因此可用于測量具有揮發(fā)性的介質(zhì)的液位；

（5）在化工設(shè)計過程中，通常需根據(jù)檢測介質(zhì)的特性、溫度、壓力、罐型等情況，選擇不同形式的雷達(dá)液位計。例如，喇叭形天線的雷達(dá)液位計可安裝在無導(dǎo)波管的拱頂罐上，用于測量各種石油與化工產(chǎn)品（瀝青與類似產(chǎn)品除外）的液位。

（6）拋物面天線雷達(dá)液位計既可以安裝在無導(dǎo)波管拱頂罐上，也可以安裝在浮頂罐上，用于測量各種石油與化工產(chǎn)品的液位，包括瀝青、柏油及冷凝產(chǎn)品。導(dǎo)波管雷達(dá)液位計則適用于所有類型儲罐的液位檢測。

6、罐旁指示儀的應(yīng)用

罐旁指示儀是一種現(xiàn)場指示儀表，配合雷達(dá)液位計或伺服液位計使用。在罐區(qū)、油庫、煉油廠中，用于總量控制和計量交接，是儲罐計量系統(tǒng)的一部分。罐旁指示儀安裝在現(xiàn)場，通過總線等通訊方式連接雷達(dá)液位計或伺服液位計、多點(diǎn)平均溫度計等儀表，收集這些儀表的測量信號，再將各種信息集成輸出給上位控制系統(tǒng)，一般安裝在油罐的底部，方便操作人員讀取罐上的液位、溫度等信息。

二、儲罐高低液位越限報警

儲罐液位越限檢測報警儀表的安裝方式通常有頂裝和側(cè)裝兩種。安裝時需注意，應(yīng)盡量避免因物料粘結(jié)而影響音叉振動，而且音叉與罐壁應(yīng)保持一定距離，防止叉齒觸碰到罐壁影響檢測效果。在化工設(shè)計中，儲罐液位越限檢測報警儀表的種類有很多，通常用到的有浮球液位控制器、音叉液位控制器等。對于音叉液位開關(guān)，其探頭有固有的頻率振動，當(dāng)傳感器探頭接觸到液體時，音叉固有的頻率就會產(chǎn)生變化，電子檢測器將這一變化檢測出來，然后將其轉(zhuǎn)化成開關(guān)信號，輸出液位越限報警信號或聯(lián)鎖信號。

三、儲罐溫度檢測

由于儲罐介質(zhì)的存儲溫度一般都不高，所以，當(dāng)需要就地顯示儲罐溫度時，一般會選用雙金屬溫度計；當(dāng)需要DCS集中監(jiān)控時，常選用帶輸出的測溫變送一體化熱電阻。通常，對于中間儲罐通常檢測單點(diǎn)溫度，而對于原油和成品油儲罐以及有計量要求的儲罐，我們通常會檢測平均溫度。

四、儲罐壓力檢測

通常對于帶壓儲罐，通常需要對儲罐壓力進(jìn)行檢測。壓力變送器是我們經(jīng)常用到的壓力測量儀表，測量單點(diǎn)位置處的壓力，可用于測量氣體、液體和蒸汽等介質(zhì)的壓力。壓力變送器的工作方式是通過安裝在儀表內(nèi)的感壓膜片感應(yīng)壓力，再通過內(nèi)置電路放大轉(zhuǎn)換成可讀信號。

結(jié)束語：

綜上所述，在化工設(shè)計過程中，首先必須嚴(yán)格按照針對本行業(yè)的國家有關(guān)設(shè)計規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)進(jìn)行設(shè)計。并嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)防火、防爆、防雷、防靜電的有關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。同時應(yīng)該強(qiáng)調(diào)整個罐區(qū)生產(chǎn)過程的安全性，選用的儀表設(shè)備必須符合相應(yīng)安全防爆區(qū)域的防爆等級標(biāo)準(zhǔn)。

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