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雷達液位計的測量原理技術特性及以及安裝調試的問題處理
發(fā)布時間：2018-09-03 13:41:00??點擊次數(shù)：2088次
石油工業(yè)中對于原料油與成品油品的儲存是一項特別的工作內容，油品儲罐是煉油廠存儲原油和成品油的重要設備，儲罐液位是油品集輸工藝的重要參數(shù)之一，關于油品相關的儲存與測量的技術也在不斷地發(fā)展。隨著各種測量技術的不斷出現(xiàn)以及石油工業(yè)的迅猛發(fā)展，包括計算機、光纖、超聲波、伺服、雷達液位計等高新技術的不斷涌現(xiàn)，油罐自動液位計量已進入多功能、高精度的新階段。采用人工檢尺等接觸式方法測量液位，存在種種弊端，非接觸式雷達液位儀可以解決液位測量中誤差大、不安全等問題。
近年來，由于目前我廠共有油品儲罐60座，存在著檢測技術陳舊、檢測誤差大、維修調試困難等諸多問題。一是人工檢尺方法原始而又繁瑣，尤其是在氣候惡劣的條件下，給工人帶來不安全因素；二是鋼帶液位計*次安裝要求較高，機械磨擦影響計量精度，還存在著液位突然移動跟蹤不及時，冬季重油罐易出現(xiàn)凍凝等問題；三是稱重式計量儀表，這種儀表工作時必須向罐內吹氣，可使輕油揮發(fā)，造成油品損失，并污染空氣，另外，引氣管堵塞和泄露都影響檢測效果。自從采用非接觸式儀表雷達液位計以來，許多以往的因測量帶來的困擾迎刃而解，解決了油品儲罐液位檢測中存在的問題。
本文結合我廠油罐測量從手工測量、靜水壓油罐液位儀、浮標尺測位儀到雷達液位儀的發(fā)展歷程重點介紹了雷達液位計的測量原理及技術特性，以及安裝、調試、使用過程中存在和解決的一些問題。
1系統(tǒng)原理及特點
1.1工作原理
雷達液位計微波是以光速c傳播的高速電磁波，當發(fā)射的電磁波碰到介質液面時就會反射回來，雷達通過測量發(fā)射波與反射波之間的延時t來確定天線與反射面之間的距離(空高h)。T=2h，c。(c=300000kinds)光速c不受介質環(huán)境的影響，傳播速度是穩(wěn)定的，當測得延遲時間t就可獲得h。， 差額A， 發(fā)射信號反射信號圈I探測器工作原理雷達系統(tǒng)不斷地發(fā)射線性調頻信號(即頻率與時間成線性關系的信號)，可以得到發(fā)射信號頻率與反身信號頻率之間的差頻，差頻正比于延遲時間t，也即正比于空高h。差頻信號經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，就可獲得高空值h，罐高值與空高值之差就是液位值。
1.2特點
1.2.1可靠性高。非接觸測量，無活動部件，NNN靠性高。
1.2.2計量精度高。測量精度不受介質溫度、壓力及介電常數(shù)等變化的影響。
1.2.3應用范圍廣?？蛇\用于各種油品儲罐，尤其運用于高精度、易結晶及高溫高壓的介質。
1.2.4數(shù)字輸出技術。具有RS-232、RS一485標準接口，現(xiàn)場與控制室之間采用數(shù)字傳輸，可以克服模擬信號傳輸帶來的誤差。
1.2.5體積小、重量輕，安裝便捷、維護簡單。
1.2.6有故障自診斷和提示功能。
3選型及安裝
1.3.1選型。
通過考察，我們選用了雷達液位計。雷達液位計按照天線形狀(天線的外形決定微波的聚集和靈敏度)分為波導管型和喇叭型兩種。一般拱頂罐采用喇叭口安裝，浮頂罐采用波導管安裝。
1.3.2安裝。
①喇叭口天線的下端必須低于罐頂20mm以上，法蘭對水平面的誤差應小于 ±0.5°，喇叭天線的中軸線應保證與液面垂直，且距罐壁的*小安裝距離不能小于0.15H （ H為罐高)。(如圖2)
②波導管安裝法蘭對水平面的誤差應小于士10，波導管的中軸線必須與液面保持垂直;為避免沖擊，波導管的安裝位置應遠離進出料口。(如圖3)
2.應用情況及效果
2.1應用情況:自2000年以來，我們在原油末站兩座5側X用膨的原油儲罐上安裝了兩臺，至今，先后又在柴油液態(tài)烴罐上安裝了6臺雷達液位計，運行狀況良好。
2.2應用效果分析:為了考核雷達液位計的技術性能，我們于2000年6月10日至7月3日，在原油罐區(qū)做了人工量油與液位儀自動量油對比測試，效果良好。
①*大誤差為Znun，運行穩(wěn)定。
②儀表能準確地反映各罐原油生產(chǎn)動態(tài)、
③方便管理和操作運行。站內儲油情況，滿足了原油動態(tài)計量、數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/div>
2.3存在的問題與改進措施:
2.2.1波導管附著物對測量的影響。由于設計上的缺陷，我廠原油罐采樣口利用了雷達液位儀的波導管，采樣過程造成一定量的原油積聚在波導管上，引起測量誤差。針對這一問題，我們在浮盤導向管進行開孔后，將其改造成了新的采樣口，解決了這一問題。
2.3.2電源對測量的影響。由于電網(wǎng)壓力波動較大，對一、二次儀表供電影響較大，影響了雷達液位計的正常工作。針對這一問題，我們增設了一套穩(wěn)壓裝置，保證了一、二次儀表的供電正常。
2.3.3傳輸波導管引起的測量誤差。波導管一般離罐底200-300mm左右必須采用外夾套焊接方法，不能對焊。波導管內壁絕不能有焊縫及毛刺存在應為一整根，若需加長，否則會影響測量精度。
2.3.4罐內液體反射面以上組分構成及特性對測量誤差的影響。
①利用雷達系統(tǒng)進行液位測量，必須保證一部分反射波從物位表面反射回去。若液體物位表面存在一層氣泡，反射信號的能量很小，將引起測量誤差，如圖4所示。消除的方法是加傳輸波導管。
②液化氣罐的測量由于其飽和蒸汽壓低，氣相濃度大，對測量精度產(chǎn)生較大影響。消除的方法是進行智能補償。
3.經(jīng)濟效益和社會效益.
計量準確，穩(wěn)定性好，實現(xiàn)了對油品儲罐的全天候計量和良好性能。
3.1該雷達液位計儀表結構合理，監(jiān)督。
3.2,雷達液位計的推廣應用，較好地解決了我廠原油進廠的盈虧計量及成品油出廠的損耗管理。通過原油的準確計量，2001年曾及時發(fā)現(xiàn)3起在原油管線上栽閥偷油案件，并采取措施，使其及時被杜絕，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。該液位計和推廣使用，充實了我廠局域網(wǎng)數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)管理自動化打下基礎。目前我公司計量數(shù)據(jù)90%己實現(xiàn)了網(wǎng)上采集和傳輸。
3.3該液位計的應用，減少了對人工操作的依賴，取消了操作工每兩小時上罐量油一次的作業(yè)，*大地減輕了崗位工人的勞動強度，提高了勞動效率。
3.4該液位計的使用，杜絕了在炎熱、雷雨、冬雪等惡劣環(huán)境條件下，人工檢尺的不安全因素。
4結論
雷達液位計的推廣應用，實現(xiàn)了由接觸式測量到非接觸性測量的轉變，綜合測量精度提高到了。在企業(yè)面臨入世挑戰(zhàn)、深入挖潛增效的**是油品儲罐液位計量的*選儀表。
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