液化石油氣倉儲儲罐液位測量方法.doc

西安華舜測量設(shè)備有限責任公司 液化石油氣倉儲儲罐液位測量方法 液化石油氣是石油產(chǎn)品之一。英文名稱liquefied petroleum gas，簡稱LPG。是由煉廠氣或天然氣(包括油田伴生氣)加壓、降溫、液化得到的一種無色、揮發(fā)性氣體。由煉廠氣所得的液化石油氣，主要成分為丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同時含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物雜質(zhì)。由天然氣所得的液化氣的成分基本不含烯烴。1.形狀、情況: 液化石油氣主要用作石油化工原料，用于烴類裂解制乙烯或蒸氣轉(zhuǎn)化制合成氣，可作為工業(yè)、民用、內(nèi)燃機燃料。其主要質(zhì)量控制指標為蒸發(fā)殘余物和硫含量等，有時也控制烯烴含量。液化石油氣是一種易燃物質(zhì)，空氣中含量達到一定濃度范圍時，遇明火即爆炸。 LPG主要是由丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）組成的，有些LPG還含有丙烯（C3H6）和丁烯（C3H8）。LPG一般是從油氣田、煉油廠或乙烯廠石油氣中獲得。LPG與其他燃料比較，具有以下獨特的優(yōu)點。污染少。LPG是由G3（碳三）、G4（碳四）組成的碳氫化合物，可以全部燃燒，無粉塵。在現(xiàn)代化城市中應(yīng)用，可大大減少過去以煤、柴為燃料造成的污染。發(fā)熱量高。同樣重量LPG的發(fā)熱量LPG的發(fā)熱量相當于煤的2倍，液態(tài)發(fā)熱量為45 18545 980kJ/M3。易于運輸。LPG在常溫常壓下是氣體，在一定的壓力下或冷凍到一定溫度可以液化為液體，可用火車（或汽車）槽車、LPG船在陸上和水上運輸。壓力穩(wěn)定。LPG管道用戶灶前壓力不變，用戶使用方便。儲存設(shè)備簡單，供應(yīng)方式靈活。與城市煤氣的生產(chǎn)、儲存、供應(yīng)情況相比，LPG的儲存設(shè)備比較簡單，氣站用LPG儲罐儲存，又可裝在氣瓶里供用戶使用，也可通過配氣站和供應(yīng)管網(wǎng)，實行管道供氣；甚至可用小瓶裝上丁烷氣，用作餐桌上的火鍋燃料，使用方便。2.加工工藝情況: 液化石油氣是煉油廠在進行原油催化裂解與熱裂解時所得到的副產(chǎn)品。催化裂解氣的主要成份如下(%)：氫氣5-6、甲烷10、乙烷3-5、乙烯3、丙烷16-20、丙烯6-11、丁烷42-46、丁烯5-6，含5個碳原子以上的烴類5-12。熱裂解氣的主要成份如下(%)：氫氣12、甲烷5-7、乙烷5-7、乙烯16-8、丙烷0.5、丙烯7-8、丁烷0.2、丁烯4-5，含5個碳原子以上的烴類23。這些碳氫化合物都容易液化，將它們壓縮到只占原體積的1/250-l/33，貯存于耐高壓的鋼罐中，使用時擰開液化氣罐的閥門，可燃性的碳氫化合物氣體就會通過管道進入燃燒器。點燃后形成淡藍色火焰，燃燒過程中產(chǎn)生大量熱(發(fā)熱值約為92 100 kJ/m3-121 400 kJ/m3)。3.液化石油氣存儲根據(jù)GB 18218-2009 危險化學品重大危險源辨識液化氣的臨界量為50T，故將該項目中液化氣罐區(qū)定為重大危險源。對于該液化氣儲罐的液位既要有遠傳儀表，又要有就地儀表，同時，用于聯(lián)鎖的儀表要獨立設(shè)置，增強檢測控制的可靠性。4.液化氣球罐液位檢測儀表的設(shè)置基于該項目中液化氣罐區(qū)為重大危險源，設(shè)計考慮到最大限度的保證生產(chǎn)安全，對液化氣球罐液位的檢測設(shè)置了4種儀表，分別為遠傳導波雷達液位計、遠傳隔膜差壓變送器、就地磁翻柱液位計、音叉液位開關(guān)、目前由西安華舜測量設(shè)備有限責任公司自主研發(fā)生產(chǎn)的外置式超聲波液位計是一款不錯的產(chǎn)品，針對液化氣儲罐液位測量技術(shù)完全達到世界領(lǐng)先水平。最大的特點是非接觸式測量，無需開孔，動火，清罐等作業(yè)。測量精度高。是最佳的液位測量解決方案。其中導波雷達液位計和遠傳隔膜差壓變送器是雙重液位檢測儀表，為了保證液位信號能夠送至控制室DCS系統(tǒng)，不至于當其中一個液位計發(fā)生故障后，中控室無法得到確切的液位數(shù)據(jù)。此外，采用不同類型的儀表，也可對液位數(shù)據(jù)進行比較，最大程度地保證液位測量的精度。就地磁翻柱液位計可以保證現(xiàn)場操作員能直觀地看到球罐液位，便于操作。音叉液位開關(guān)設(shè)置于球罐的高高限報警位，用于聯(lián)鎖切斷進料。兩個遠傳儀表分別都設(shè)置了液位高高、高、低和低低限，其報警信號由DCS計算而得，采用其報警信號來聯(lián)鎖切斷進料恐怕有誤動作，故專門設(shè)置音叉液位開關(guān)用于聯(lián)鎖，更可靠。5 導波雷達液位計工作原理及其特性VEGA導波雷達物位計是一種微波物位計，它是微波（雷達）定位技術(shù)的一種運用，通過微波脈沖發(fā)射裝置發(fā)射高頻率的微波脈沖，微波脈沖沿著一根纜、棒或包含一根棒的同軸套管運行，接觸到被測介質(zhì)后，由于介電常數(shù)突變，部分微波脈沖被反射回來，并被電子部件接收，并分析計算其運行時間。微處理器識別物位回波，分析計算后將它轉(zhuǎn)換成物位信號給出。導波雷達液位計的特點：1、能耗低。微波脈沖輸出到波導探頭的信號能量非常小，這是因為波導體為信號至液面往返傳輸提供一條快捷高效的通道，信號的衰減保持在最小程度，因而可用以測量介電常數(shù)非常低的介質(zhì)液位；另外由于導波雷達耗能小，采用回路供電而不是單獨的交流供電，從而大大節(jié)省了安裝費用。2、不受液面波動和儲罐中的障礙物等的影響。3、不受介質(zhì)變化的影響。密度的變化，介質(zhì)顆粒大小的變化，甚至液化都不會影響測量精度。而且對于由干燥介質(zhì)變?yōu)闈駶櫧橘|(zhì)，也不會影響測量。介質(zhì)密度的變化對測量無影響，介質(zhì)密度的變化影響浸沒于介質(zhì)中物體所受到的浮力，但不影響電磁波在波導體中的傳播。4、對于蒸汽不敏感。即使在煙霧、噪音、蒸汽很強烈的情況下，測量精度也不受到影響。由于電磁波不通過空間傳播，因而霧氣不會引起信號的衰減，泡沫也不會對信號進行散射而損失能量。5、在測量探頭或容器壁上粘附介質(zhì)不會影響測量結(jié)果。6、應(yīng)用范圍廣測量范圍可達30米，傳感器也適用于高的容器。溫度可達150C，壓力達40bar。其精度可達3mm。7、導波雷達液位計有多種探頭類型和材質(zhì)可供選擇；可配套就地數(shù)字化顯示表。6 隔膜差壓變送器工作原理及其特性差壓變送器工作原理：位于高壓端和低壓端的金屬膜片受到過程壓力，通過密封液分別傳送到單晶硅片的上下兩面。在單晶硅片中，有2個振子腔體，2個振子的固有頻率之差就是差壓信號。真空腔體中的振子是經(jīng)過精細加工的(H型諧振梁的長約700m，寬約25m，厚約5m)。由于振子H型諧振梁的4端與單晶硅連接，所以當單晶硅變形時，振子振動頻率與壓力差成正比例，固有振動頻率發(fā)生變化。通過永磁體給振子一個磁場，振子的半片和剩余的半片構(gòu)成一個勵磁電路，測量出該電路的固有頻率，將該固有頻率與另一個振子的固有頻率之差轉(zhuǎn)換成差壓信號。將差壓信號轉(zhuǎn)換成4-20mA、脈沖或數(shù)字信號輸出。密封隔膜式用于防止被測介質(zhì)直接進入差壓變送器里的壓力傳感器組件中，它與變送器之間是靠注滿流體的毛細管連接起來的。在液化氣球罐上采用隔膜差壓變送器主要是為了安裝方便，維護簡單，更因為它的測量精度高。當準確地測得差壓P，再根據(jù)公式P=gh，即可得到液位值h。EJA隔膜差壓變送器的特點：采用單晶硅諧振式傳感器技術(shù)。單晶硅對于壓力或溫度的變化不存在滯后現(xiàn)象，是非常理想的材料。單晶硅諧振式傳感器將過壓、溫度變化和靜壓影響降為最低，從而提供長期穩(wěn)定性。非常廣的測量范圍，從-500到500kPa，以及很高的測量精度0.2%。多種膜片材質(zhì)供選擇，適用于各種腐蝕介質(zhì)和高溫介質(zhì)。輸出信號有420mA及BRAIN或HART協(xié)議的數(shù)字通訊，滿足更多信號需求，通過BRAIN或HART手操器相互通訊，可以進行設(shè)定和監(jiān)控。7 磁翻柱液位計工作原理及其特性星申液化氣專用磁翻柱液位計是根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用原理工作的。當被測容器中的液位升降時，液位計主導管中的浮子也隨之升降，浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合傳遞到現(xiàn)場指示器，驅(qū)動紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180，當液位上升時，翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色，當液位下降時，翻柱由紅色轉(zhuǎn)為白色，指示器的紅、白界位處為容器內(nèi)介質(zhì)液位的實際高度，從而實現(xiàn)液位的指示。液化氣專用磁翻柱液位計特點：1、該磁翻柱液位計能做到高密封防泄漏和在高溫高壓、高粘度、強腐蝕性條件下安全可靠地測量液位，全過程測量無盲區(qū)，顯示醒目，讀數(shù)直觀測量范圍大。2、適用于易汽化的液體測量，尤其適合液化氣介質(zhì)的液位測量。其特點是用擋桿將液位計主導管內(nèi)腔分成氣化室和測量室，當液位計內(nèi)液化氣受溫度影響，內(nèi)部汽化而產(chǎn)生氣泡時，氣泡會順著氣化室往上冒，而不會進入測量室影響磁浮子工作，有效地阻止了因氣泡造成磁浮子跳動，使液位計在液體介質(zhì)大量氣化時，也能可靠地工作。3、測量范圍大，不受儲槽高度限制。4、指示機構(gòu)與被測介質(zhì)完全隔離，因而密封性好，可靠性高，使用安全。 結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，維護費用低。8 音叉液位開關(guān)工作原理及其特性VGEA音叉式物位開關(guān)的工作原理是通過安裝在音叉基座上的壓電陶瓷的驅(qū)動下，以一定的機械諧振頻率振動。壓電陶瓷杯機械固定，因此不受溫度驟變的限制。當音叉與被測介質(zhì)相接觸時，音叉的頻率和振幅將改變，一體式的電子部件檢測這個振動頻率的變化，處理并將之轉(zhuǎn)換為一個開關(guān)信號。音叉液位開關(guān)的特點：適應(yīng)性強：被測物料不同的電參數(shù)、密度對測量均不產(chǎn)生影響。結(jié)垢、攪動、湍流、氣泡、振動、中等粘度、高溫、高壓等惡劣條件對檢測也無影響。免于維護：由于音叉液位開關(guān)的檢測過程由電子電路完成，無活動部件，所以一經(jīng)安裝投運便不需要維護。不需調(diào)校：由于音叉液位開關(guān)的檢測不受被測介質(zhì)電參數(shù)及密度的影響，所以無論測量何種液體都不需現(xiàn)場調(diào)校9 外置式超聲波液位計工作原理及其特性 HS-2000 智能型外置式超聲波液位計,是我公司研發(fā)的一項新技術(shù)、新產(chǎn)品，液位測量采用了傳感器外貼、與被測液體非接觸的測量方式，是液位測量史的一個重大革新。HS-2000 智能型外置式超聲波液位計，可在罐外連續(xù)測量液位，對罐體不開孔、安裝可不停產(chǎn)，特別適合老產(chǎn)品的換代。HS-2000智能型外置式超聲波液位計特別適合密閉容器內(nèi)的各種有毒物質(zhì)強酸強堿及各種純凈液體的液位進行精確測量，儀表采用隔爆設(shè)計，還可在需要防爆的場合應(yīng)用。工作原理HS-2000外置式超聲波液位計采用了雷達的回波測距原理，結(jié)合公司的數(shù)字信號處理技術(shù)，克服了儲罐壁的影響，高精度的非接觸測量罐內(nèi)的液位。儀表以我公司獨立開發(fā)的專用超聲波處理技術(shù)為系統(tǒng)內(nèi)核，實現(xiàn)了超高速的數(shù)字信號處理功能。處理后的液位高度數(shù)值準確，無需 CPU 再作分析、比較、判斷。CPU 獲取液位數(shù)值后，可送 NVRAM 存儲、送數(shù)碼顯示器顯示。此外儀表可輸出420mA 標準信號或通過 RS-485 接口將測量結(jié)果輸出至上位計算機（或二次表）。產(chǎn)品特點l 非接觸式測量：工業(yè)儀表中最理想的測量方式l 精度高、反應(yīng)靈敏l 適用面很廣：可用于有劇毒的、強腐蝕性的、高壓力的、各種復(fù)雜工況、以及爆炸性氣體環(huán)境下的各種液體介質(zhì)測量l 安裝方便、操作簡單l 安裝可不停產(chǎn)、不清罐、不動火l 儀表不需要定期標定l 儀表工作可靠、性能穩(wěn)定l 儀表不需要使用方維修、免維護l 使用壽命長l 智能型、電子儀表l 抗干擾能力強技術(shù)參數(shù)41性能l 量程規(guī)格：3m、5m、10m、20m、30ml 顯示分辨率：1mml 短時間重復(fù)性：1mml 測量誤差：1（罐壁過厚、壓力溫度不穩(wěn)可能影響精度）l 遷移量：10 ml 液晶屏顯示：6 位 LCD42供電l 24V DC, 15%,10W43接線形式l 四線制（兩根電源線、兩根信號線）44接口l 模擬輸出：420mA，最大負載 750l 通訊接口：RS-48545外殼l 結(jié)構(gòu)：鑄鋁l 防護等級：IP65l 防爆標志：ExdIICT646環(huán)境條件l 主機使用環(huán)境溫度：-20+70l 超聲波探頭使用環(huán)境溫度:-50+100l 濕度：15%100% RH注：若溫度低于-20時，建議給主機增加保溫措施（加保溫層或伴熱裝置）小結(jié)液化氣球罐的液位測量，由于液化氣的介電常數(shù)小于1.9，液化程度受溫度、壓力變化影響很大，對液位