淺談提高儲罐液位采集全準率

徐金鳳

摘 要 輸氣分廠輕烴儲備站主要擔負著壓氣站輕烴產(chǎn)品的接收、儲存和外銷任務，目前管理著400m3球罐6臺，100m3臥罐9臺，均采用雷達液位計計量，自動化設備運行通過DCS界面監(jiān)控，實現(xiàn)了輕烴儲罐的高液位報警聯(lián)鎖自動控制。儲罐液位采集全準率是輕烴儲銷的核心指標。據(jù)統(tǒng)計，2017年儲罐液位數(shù)據(jù)全準率為90.6%，同比明顯下降。為此，從源頭著手優(yōu)化出最佳的消除干擾措施，最大限度地降低儀表故障的發(fā)生幾率，力求提高儲罐液位采集全準率，真正體現(xiàn)其智能化、精度高的特點，為生產(chǎn)提供精準的過程控制依據(jù)。

關鍵詞 雷達液位計 儲罐液位 采集全準率

中圖分類號：TE972.1 文獻標識碼：A

1現(xiàn)狀

輸氣分廠輕烴儲備站管理的6臺球罐、9臺臥罐液位均采用雷達液位計計量，通過其附屬的自動化設備，包括氣動調節(jié)閥59塊、變送傳感器等，實現(xiàn)數(shù)字化自動采集。日常工作中，自動化儀表應保持定期維護調校，現(xiàn)場儀表、自動閥必須與所測實際相符。目前儲罐液位數(shù)據(jù)全準率為90.6%，2018年勝利油田基層“三基”創(chuàng)建《考核細則》中規(guī)定。通過對2017年輕烴儲罐自控系統(tǒng)調查統(tǒng)計，雷達液位計故障率高是造成儲罐液位采集全準率低的主要原因。

2現(xiàn)狀分析

2.1目標值分析

將2017年儲罐液位采集全準率較低的7～9月稱為低效期，將運行率較高的3～5月稱為高效期。2017年儲罐在低效期的平均全準率為91.1%，高效期的平均全準率為95.1%。造成儲罐全準率低的主要問題是現(xiàn)場雷達液位計故障，如果雷達液位計故障100%被解決，儲罐全準率可提高到98.1%，即使雷達液位計故障解決85%，儲罐全準率也可提高到97.2%，因而，將DCS系統(tǒng)全準率提高到95.5%可行。

2017年高效期中4月和5月儲罐全準率兩次達到95.5%以上，因此，儲罐液位采集全準率達到95.5%的目標值是可行的。

2.2現(xiàn)場分析

雷達液位計故障主要表現(xiàn)為：液位顯示不準確、不能正常復位、不顯示數(shù)據(jù)等。

現(xiàn)場，對產(chǎn)生雷達液位計故障的原因進行了深入分析，認為主要有以下幾個因素：安裝環(huán)境差、安裝方法不適宜、操作不達標、存在虛假回波、靜電影響、導波頭結構密封不嚴。

2.2.1安裝環(huán)境差

噪音及管道震動對雷達液位計接收信號有一定的影響。從現(xiàn)場測量安裝位置情況看，噪音及管道震動主要來源于輕烴泵，除11#、1#安裝位置距離泵較近，其他安裝位置距離心泵都在20m以上（見表3）。從現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計表（表3）中發(fā)現(xiàn)，11#、1#進行了10次雷達液位計測量，測量一次成功率為80%，高于平均一次成功率70.6%。因此，噪音及管道震動對雷達液位計影響較小。

2.2.2導波頭結構密封不嚴

為了解導波頭結構中對接收信號有無影響，對輕烴站選取了10臺雷達液位計進行了測試10次，導波頭對雷達信號有較大影響。

歷次維修記錄中，發(fā)現(xiàn)導波桿和表芯之間的結構設計不嚴密，導致介質通過導波桿的連接部位竄入到表芯，造成有腐蝕性的氣體把線路板燒壞，致使雷達液位計不顯示。因此，改進導波頭結構提高雷達液位計完好率的關鍵。

2.2.3存在虛假回波

導波雷達安裝是從液位計管的頂部垂直安裝，一般來講，虛假回波產(chǎn)生在新安裝的雷達液位計時，管壁等新環(huán)境應讓雷達學習認識，可有效識別并回避。另外當管壁上有異物時，將會產(chǎn)生一個比較大的信號，從而干擾正常液位檢測時的信號，此為虛假回波的產(chǎn)生。

虛假回波是一種影響測量的額外的回波，對測量形成干擾。

由測試原理圖中可知，液位高度： L=E- D 其中，D為經(jīng)信號處理后得到過程連接處到被測介質表面的距離，即：D=C譚2（C是波束傳播速度，為常數(shù)）。

在現(xiàn)場處理雷達液位計故障時，發(fā)現(xiàn)，當通過本機顯示或外部系統(tǒng)接口手工輸入數(shù)據(jù)進行線性化處理時，故障現(xiàn)象都能消除，液位計恢復正常，通過一個月故障統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)通過手工輸入數(shù)據(jù)解決的故障大約占總故障的98%，由此，存在虛假回波是造成雷達液位計故障的主要原因。

3具體做法

3.1解決導波頭結構不合理的問題

怎樣避免容器內電極形成水珠，在這種現(xiàn)場環(huán)境下，這基本是不可能實現(xiàn)的，在查閱資料的過程中，發(fā)現(xiàn)廠家有一種材料為特氟龍的隔離裝置，這種材質即不妨礙微波的發(fā)射，同時又能起到隔離的作用，將隔離裝置按一定方式安裝后，可以防止容器內揮發(fā)的輕烴與發(fā)射電極隔離開來，同時使附著在隔離裝置上的輕烴按一定形式分布，達到不影響微波發(fā)射的目的。

根據(jù)理論分析和現(xiàn)場實際，提出解決安裝環(huán)境差問題的方案：一是增大安裝套管的直徑并同時增加安裝套管的高度；二是采用隔離裝置并按一定形式安裝。

改造后，在7#、12#儲罐上進行了實驗，效果非常明顯，通過改造前后效果對比發(fā)現(xiàn)，以前，7#、12#儲罐每月都會有6、7次故障，改造后基本沒有故障出現(xiàn)，達到了攻關的目的。為了保證雷達液位計無故障長周期運行，液位計安裝是重要一環(huán)，在安裝中還要注意以下幾個方面：（1）天線要平行于儲罐槽壁，以利于微波的傳播。（2）安裝位置距槽壁距離應大于30mm，以避免微波發(fā)射到槽壁上，產(chǎn)生虛假回波信號。

3.2解決存在虛假回波的問題

通過配合相應的微處理技術和調試軟件，對回波進行分析，確定回波的真實性，消除虛假回波，增強了雷達液位計對實際高度液位數(shù)值采集的判斷能力，提高了數(shù)據(jù)采集的精確度。針對不同的故障現(xiàn)象采取不同的解決辦法（圖1、圖2）。

4結束語

現(xiàn)場雷達液位計故障得以解決，儲罐完好，現(xiàn)場儀表、自動閥與所測實際相符，液位采集數(shù)據(jù)精準，儲罐液位采集全準率明顯升高，由原來的90.6%升高到目前的95.9%，為生產(chǎn)動態(tài)分析提供了可靠的依據(jù)。