化工過程中罐區儀表如何選擇？
作者：admin 來源：西安賽譜自動化儀表技術有限公司 2024-03-20 瀏覽量：78
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化工過程中罐區儀表如何選擇？
在化工設計中， 我們經常會遇到石油化工工廠 中儲運系統的項目設計，其中儲存液體物料的罐區 是儲運系統的主要生產單元。本文將根據在化工設計中遇到的關于罐區的項目，就罐區的儀表選型談 一些體會。
1 儲罐液位檢測
國內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、外側液位計、伺服式液位計、雷達液位計等。根據不同的測 量原理和方法，每種測量儀表都有其自身的優點及 適合應用工況。
1.1 單法蘭液位變送器及差壓變送器
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。單法蘭液位變送器及差壓變送器用于液位的測量時，優點是對安裝的要求相對簡單、維護方便， 且運行的可靠性較高。缺點是當測量介質的密度易受環境變化，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及攪拌介質、高黏度介質、有毒或腐蝕性介質的液位(物位)測量。
1.2 磁致伸縮液位計
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，但該液位計對介質的溫 度、壓力和粘度有一定的要求。所以， 目前在對液化 氣儲罐的液位測量中得到了較好的應用。
1.3 外側液位計
外測液位計是國內自主開發的一種新型測量 液位的儀表。外測液位計的測量探頭直接吸附在容器外壁， 檢測到的微小機械振動波形的特性由液位
振動特性和容器振動特性決定。根據計算關系，把測量探頭敏感器件檢測到的振動信號變為電信號 后傳輸到主機，主機對收集到的各種不同模式的振 動進行濾波、判斷，經復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 進行溫度補償。
由于外側液位計的特點是測量部分完全與測量介質相隔離，因此，非常適合用于測量腐蝕性強、 毒性劇烈、絕對無菌等環境下的液位測量。其缺點是測量精度相對較低，而且由于檢測信號為機械振動波，所以對測量介質的粘度、液體狀態有一定的要求，例如,不能用于測量動力粘度大于 30cp 或含顆粒或充滿氣泡的介質。
1.4 伺服液位計
伺服液位計是用于儲罐和工藝過程罐高精度 液位測量儀表。伺服液位計的液位測量是基于浮力 平衡的原理。儀表腔室內置有浮子，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驅動 旋轉以拉上放下浮子。工作時，浮子浮在液體表面， 當液位變化時，為達到浮力平衡，微伺服電機會自動調節浮子位置使其保持在液面上。通過測量輪鼓 的旋轉可精確計算出液位值。
1.5 雷達液位計
雷達液位計工作時發出高頻脈沖，當脈沖遇到 液面時反射回來，被儀表內的接收器接收，并將距離信號轉化為液位信號。雷達液位計不與被測介質 接觸，且無機械傳動部件，運行可靠性高，可適用于 檢測高粘度、腐蝕性強的介質，還有產品可用于高溫環境，且適用于所有罐型。
在實際應用中雷達液位計有兩種方式：調頻連 續波式和脈沖波式。采用調頻連續波式的雷達液位 計，功耗大， 需采用四線制，電子電路較復雜。而對 于采用脈沖波式的雷達液位計，功耗較低， 可用兩 線制的 24VDC 供電，容易實現本質安全，精確度 高，因此適用范圍更廣。在結構上分為喇叭天線、桿 式天線和拋物面天線等。
選擇雷達液位計測量儲罐液位可能會面臨追 加儀表投資的問題，但隨著大家對其認識的加深， 雷達液位計憑借其自身優勢，受到越來越多客戶的青睞。用雷達儀表測量儲罐液位具有以下特點：
1）雷達液位計采用一體化設計，無可動部件， 不存在機械磨損，使用壽命長； 2）雷達液位計測量時發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、儲罐內揮發霧影響的特點，因 此可用于測量具有揮發性的介質的液位；3）雷達液位計幾乎能用于所有液體的液位測量；4）采用非接觸式測量，不受所檢測介質的密度、濃度等物理特 性的影響；5）測量范圍大，可用于高溫、高壓的液體 液位的測量； 6） 天線等關鍵部件采用高質量材料制 成，抗腐蝕能力強，能適用于腐蝕性較強的環境等； 7）計量級精度的雷達可用于計量。
雷達液位計應用很廣泛，幾乎可用于所有介質 油罐的液位檢測。雷達液位計與儲罐的連接方式有 法蘭連接和螺紋連接。
在化工設計過程中，通常需根據檢測介質的特 性、溫度、壓力、罐型等情況， 選擇不同形式的雷達 液位計。例如，喇叭形天線的雷達液位計可安裝在無導波管的拱頂罐上，用于測量各種石油與化工產品（瀝青與類似產品除外）的液位。拋物面天線雷達 液位計既可以安裝在無導波管拱頂罐上，也可以安裝在浮頂罐上，用于測量各種石油與化工產品的液位，包括瀝青、柏油及冷凝產品。導波管雷達液位計 則適用于所有類型儲罐的液位檢測。
1.6 罐旁指示儀的應用
罐旁指示儀是一種現場指示儀表，配合雷達液位計或伺服液位計使用。在罐區、油庫、煉油廠中， 用于總量控制和計量交接，是儲罐計量系統的一部分。罐旁指示儀安裝在現場，通過總線等通訊方式連接雷達液位計或伺服液位計 、 多 點平均溫度計等儀表，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， 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。
2 儲罐高低液位越限報警
在化工設計中，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，其探頭有固有的頻率振 動，當傳感器探頭接觸到液體時，音叉固有的頻率 就會產生變化，電子檢測器將這一變化檢測出來， 然后將其轉化成開關信號，輸出液位越限報警信號 或聯鎖信號。
儲罐液位越限檢測報警儀表的安裝方式通常 有頂裝和側裝兩種。安裝時需注意，應盡量避免因 物料粘結而影響音叉振動，而且音叉與罐壁應保持 一定距離， 防止叉齒觸碰到罐壁影響檢測效果。
3 儲罐溫度檢測
由于儲罐介質的存儲溫度一般都不高，所以， 當需要就地顯示儲罐溫度時，一般會選用雙金屬溫 度計；當需要 DCS 集中監控時， 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。
4 儲罐壓力檢測
通常對于帶壓儲罐，通常需要對儲罐壓力進行 檢測。壓力變送器是我們經常用到的壓力測量儀 表，測量單點位置處的壓力，可用于測量氣體、液體 和蒸汽等介質的壓力。壓力變送器的工作方式是通 過安裝在儀表內的感壓膜片感應壓力，再通過內置 電路放大轉換成可讀信號。
5 罐區安全檢測系統
化工設計中，對于罐區這樣的易燃易爆危險環 境，必須設置可燃氣體濃度、有毒氣體濃度檢測及 報警裝置。在條件允許的情況下，應在一些重要位 置設置緊急停車按鈕和工業電視監視系統。
6 化工設計中罐區設計的基本原則
在化工設計過程中，首先必須嚴格按照針對本行業的國家有關設計規范、標準和法規進行設計。 并嚴格執行有關防火、防爆、防雷、防靜電的有關設計標準及規范。同時應該強調整個罐區生產過程的安全性， 選用的儀表設備必須符合相應安全防爆區域的防爆等級標準。
