李建綱 劉雪芹

摘要：以油品罐區(qū)內(nèi)使用的液位測(cè)量?jī)x表為例，介紹液位測(cè)量的幾種測(cè)量原理和測(cè)量方式，并對(duì)測(cè)量方式的優(yōu)劣及局限性進(jìn)行對(duì)比。

關(guān)鍵詞：罐區(qū);液位測(cè)量;儀表

一、前言

油品儲(chǔ)運(yùn)廠負(fù)責(zé)全廠原油和成品油的輸轉(zhuǎn)工作，工作區(qū)內(nèi)有原油、成品油、液化氣等各種介質(zhì)的儲(chǔ)罐，這就需要準(zhǔn)確安全的液位測(cè)量。在油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，精確測(cè)定儲(chǔ)罐液位高度，是正確計(jì)算儲(chǔ)油量、確定庫(kù)存、計(jì)算輸量的重要措施，也是避免抽空和溢油冒頂事故的重要安全手段，因此，各種液位測(cè)量?jī)x表的使用是不可避免的。目前常用的液位測(cè)量?jī)x表有光導(dǎo)液位儀、雷達(dá)液位儀、靜壓式液位儀等。

二、測(cè)量原理

（一）光導(dǎo)液位儀

光導(dǎo)液位儀是我廠罐區(qū)使用最多的液位測(cè)量?jī)x表，其測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)力平衡原理設(shè)計(jì)，由浮標(biāo)、碼帶、滑輪組、平衡重錘、光電探測(cè)器、變送器、二次表等部件組成。在碼帶上有按標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)格雷碼規(guī)律結(jié)合開(kāi)的孔，共15個(gè)碼道。光電探測(cè)器上裝有光發(fā)射和光接收板各一塊。根據(jù)阿基米德原理，儲(chǔ)罐中液體液位變化，引起浮標(biāo)在罐中升降，并帶動(dòng)碼帶在光電探測(cè)器中的相對(duì)位置變化。光電探測(cè)器將此變化轉(zhuǎn)化為電脈沖數(shù)字信息傳給變送器。變送器把接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行放大和信息處理，同時(shí)以串行二進(jìn)制方式發(fā)至二次表，在控制室進(jìn)行顯示。

（二）雷達(dá)液位儀

雷達(dá)液位儀是一種非接觸式液位測(cè)量?jī)x表，在測(cè)量過(guò)程中，雷達(dá)天線(xiàn)發(fā)出微波脈沖，頻率通常在10 GHz附近，在被測(cè)物料表面產(chǎn)生反射，并被雷達(dá)系統(tǒng)所接受，將接受的微波脈沖傳輸給電子線(xiàn)路，微處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波，從而計(jì)算出雷達(dá)液位計(jì)距離物料表面的距離。

液位可用下式計(jì)算：

（三）靜壓式液位儀

靜壓式液位儀有擴(kuò)散硅、單晶硅、電容式變送器等多種，都是將液柱或物料堆積高度變化對(duì)某點(diǎn)上產(chǎn)生的靜（差）壓力通過(guò)不同方式轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，常用的有單法蘭變送器、雙法蘭變送器等，目前罐區(qū)使用已較少。

三、儀表特點(diǎn)及適用范圍

（一）光導(dǎo)液位儀

光導(dǎo)液位儀比較直觀，價(jià)格較便宜，但傳動(dòng)部件多，容易發(fā)生故障，尤其對(duì)安裝要求比較高，安裝不到位，不但影響精度，還有可能不能使用。因此，雖然測(cè)量范圍為32米，但實(shí)際使用中超過(guò)16米以上的罐，安裝的平行度、垂直度不易達(dá)到要求，不適合選用。

浮子隨液位的位移要通過(guò)鋼帶經(jīng)導(dǎo)輪傳入變送器，鋼帶會(huì)受溫度膨脹影響，精度時(shí)有變化，只能做工業(yè)測(cè)量用。另外，鋼帶導(dǎo)輪、變送機(jī)構(gòu)易受介質(zhì)腐蝕，不易用于腐蝕性介質(zhì)。

（二）雷達(dá)液位儀

雷達(dá)液位儀不與被測(cè)介質(zhì)接觸，且受溫度、壓力等工況條件影響非常小，在傳輸過(guò)程中，損耗小，方向性好，可測(cè)量的介質(zhì)多。機(jī)械傳動(dòng)部件少，維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)單。量程范圍廣，安裝簡(jiǎn)單。

雷達(dá)液位儀由于儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格相對(duì)昂貴。

雷達(dá)液位儀因其性能特點(diǎn)，越來(lái)越多地應(yīng)用于以下方面：

（1）易燃、易爆、強(qiáng)腐蝕性等介質(zhì)，以及罐內(nèi)高粘度介質(zhì)（如瀝青，原油等）的液位。

（2）有毒、有害、易揮發(fā)的不穩(wěn)定介質(zhì)的液位。

（3）液面波動(dòng)劇烈的動(dòng)態(tài)罐介質(zhì)的液位。

（4）適用溫度、壓力范圍寬（-200～+230℃，真空至≤4.0MPa）。

（三）靜壓式液位儀

靜壓式液位儀適用范圍廣，法蘭型號(hào)可選，在腐蝕、結(jié)晶、粘稠、氣化、含懸浮物的介質(zhì)，使用平面法蘭;在高結(jié)晶，高粘稠，結(jié)膠，沉淀的介質(zhì)，可使用插入式法蘭。而且現(xiàn)在毛細(xì)管里硅油也有各種型號(hào)，可以滿(mǎn)足高溫高壓，高溫高真空等工藝要求，接液材質(zhì)的不同，也可以適用于腐蝕性介質(zhì)。

在實(shí)際應(yīng)用中，光導(dǎo)液位儀維護(hù)量大，其光電探頭需要定期擦拭清理，以保證靈敏度;信息碼帶在滾動(dòng)中易磨損，使得現(xiàn)場(chǎng)尺寸標(biāo)記看不清楚，也需要定期更換;復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)部件稍有偏差，就影響測(cè)量精度;機(jī)械部件損壞后的維修需要儲(chǔ)罐清罐后才能進(jìn)行，會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成相當(dāng)?shù)挠绊憽?/p>

雷達(dá)液位儀在測(cè)量罐頂時(shí)，考慮到被測(cè)介質(zhì)對(duì)天線(xiàn)腐蝕及粘附的影響，液面要與天線(xiàn)保持一段距離。在測(cè)量罐底液位時(shí)，發(fā)射波可能穿透罐底液面，打到罐底，這樣反射回來(lái)的波就是干擾波。或者，罐底為凹形或錐形時(shí)，當(dāng)液面低于此點(diǎn)時(shí)，雷達(dá)液位計(jì)也無(wú)法測(cè)量，在此類(lèi)測(cè)量時(shí)，會(huì)有一定的局限性，在儲(chǔ)罐清罐檢查或液位低時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)測(cè)量誤差和誤報(bào)警。因此，在信號(hào)處理上，要注意上下門(mén)限值的選定。

四、 結(jié)束語(yǔ)

各種儲(chǔ)罐的大小和種類(lèi)不同，對(duì)液位測(cè)量的要求不同，所測(cè)量的介質(zhì)特性和工藝條件也各不相同，而各種液位儀表均有其優(yōu)缺點(diǎn)，只有從實(shí)際出發(fā)，合理選擇液位儀表，才能更好滿(mǎn)足工藝需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]李家民等《煉化設(shè)備手冊(cè)（第四分冊(cè)）》蘭州大學(xué)出版社（第一版）2008.4