國內(nèi)外儲油罐常用的液位測量儀表有；浮體式液位計(jì)、差壓式液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)、伺服式液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、雷達(dá)物位計(jì)等等。根據(jù)不同的測量原理和方法，每種測量儀表都有其自身的優(yōu)點(diǎn)及適合應(yīng)用工況。

罐區(qū)液位儀表的發(fā)展趨勢是高精度、多功能、高度自動化的方向發(fā)展，并且一些罐區(qū)包含給生產(chǎn)裝置供料的任務(wù)，因此必須要有較高測量精度及自動化程度。

1 罐區(qū)計(jì)量儀表

此類儀表主要用于入罐及出罐產(chǎn)品計(jì)量。常用的流量儀表有質(zhì)量流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)等。由于計(jì)量儀表與成本核算及經(jīng)濟(jì)效益有直接關(guān)系，故必須保證測量精度，同時(shí)考慮穩(wěn)定性及性能價(jià)格比。質(zhì)量流量計(jì)的精度及性能指標(biāo)相對好一些，雖然一次性投資比較大，但其可以測量介質(zhì)的密度、溫度和壓力等參數(shù)；其他如容積式或速度式流量儀表，在實(shí)際應(yīng)用中可按照實(shí)際需要加以選擇，像黏度較大、腐蝕性或毒性較大的場合慎用渦輪流量計(jì)。

2 罐區(qū)液位儀表

對于常壓罐可以采用單法蘭液位變送器；對于帶壓罐則可以采用雙法蘭液位變送器來進(jìn)行液位測量，這是最簡便實(shí)用而且經(jīng)濟(jì)的測量方法，但此種方法需要計(jì)算液位計(jì)遷移量，比較麻煩。對于球罐及大型儲罐則不太適用，尤其不適用一些高溫介質(zhì)及攪拌介質(zhì)、高黏度介質(zhì)、有毒或腐蝕性介質(zhì)的液位(物位)測量。

2.1外測液位計(jì)

外測液位計(jì)是近年來國內(nèi)自主開發(fā)的一種新型測量液位的儀表。由西安定華電子有限公司發(fā)明及生產(chǎn)的ELL系列。外測液位計(jì)的測量探頭直接吸附在容器外壁，檢測到的微小機(jī)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(jù)計(jì)算關(guān)系，把測量探頭敏感器件檢測到的振動信號變?yōu)殡娦盘柡髠鬏數(shù)街鳈C(jī)，主機(jī)對收集到的各種不同模式的振動進(jìn)行濾波、判斷，經(jīng)復(fù)雜計(jì)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(jìn)行溫度補(bǔ)償。

2.2雷達(dá)物位計(jì)

（1）雷達(dá)物位計(jì)原理

發(fā)射一反射—接收是雷達(dá)物位計(jì)的基本工作原理。雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射電磁波信號，發(fā)射波在被測物料表面產(chǎn)生反射，反射回來的回波信號仍由天線接收。發(fā)射及反射波束中的每一點(diǎn)都采用超聲采樣的方法進(jìn)行采集。信號經(jīng)智能處理器處理后得出介質(zhì)與探頭之間的距離，送終端顯示器進(jìn)行顯示、報(bào)警、操作等。雷達(dá)物位計(jì)發(fā)射能量很低的極短的微波脈沖通過天線系統(tǒng)發(fā)射并接收。雷達(dá)波以光速運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和精確的測量。即使工況比較復(fù)雜的情況下，存在虛假回波，用最新的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準(zhǔn)確的分析出物位的回波。現(xiàn)有雷達(dá)物位計(jì)有兩種測量方法，一種是調(diào)頻連續(xù)波式，一種是脈沖式。調(diào)頻連續(xù)波是在頻域中進(jìn)行信號分析，脈沖式是在時(shí)域中進(jìn)行信號分析。調(diào)頻連續(xù)波式精度高，脈沖式精度低。近幾年石化行業(yè)中雷達(dá)物位計(jì)的廣泛應(yīng)用跟雷達(dá)測量檢測方法的快速發(fā)展是分不開得，采用了罐底跟蹤技術(shù)的雷達(dá)物位計(jì)能準(zhǔn)確的檢測到更低介電常數(shù)的介質(zhì)的液位。眾所周知，選擇雷達(dá)物位計(jì)的最重要的測量參數(shù)是介電常數(shù)。

（2）雷達(dá)物位計(jì)的特點(diǎn)

雷達(dá)物位計(jì)剛推向市場時(shí)，由于價(jià)格很高，所以沒有得到大家的認(rèn)可。但隨著大家對它認(rèn)識的加深，和它本身價(jià)格的下調(diào)，它已經(jīng)得到了愈來愈多客戶的青睞。用雷達(dá)儀表測量儲罐液位具有以下優(yōu)點(diǎn)：

a、發(fā)射及接收天線均不與介質(zhì)接觸；

b、高頻電磁波信號易于長距離傳送，可測大量程；

c、測量不受液面上部空間氣相條件變化的影響；

d、計(jì)量級精度的雷達(dá)可用于計(jì)量。

雷達(dá)通過發(fā)射和接收高頻(GHZ級)電磁能量，并計(jì)算電磁波達(dá)到液位表面并反射回到接收天線的時(shí)問來進(jìn)行液位的測量，它可以在缺少空氣(真空)或具有氣化介質(zhì)的條件下傳播，并且氣體的波動變化不影響電磁波的傳播速度。目前，雷達(dá)物位儀表分三種：常規(guī)的空間傳播式交直流供電雷達(dá)物位計(jì)、新型的空間傳播式24VDC回路供電雷達(dá)物位計(jì)(二線制)和導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)。在一般工況條件下，交直流供電和二線制雷達(dá)物位計(jì)都能夠準(zhǔn)確的得到測量值。但在特殊條件下，如測量的介質(zhì)介電常數(shù)很小、液面出現(xiàn)波動和泡沫、有障礙物等，就需要導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)。它的基本原理與雷達(dá)物位計(jì)一樣，稍有不同的是，它利用導(dǎo)波體在氣體中和在液體中的導(dǎo)電性能不同，從而產(chǎn)生一個液位發(fā)射原始脈沖，同時(shí)在探頭的頂部具有一個預(yù)先設(shè)定的阻抗，該阻抗導(dǎo)致一個可靠的基本脈沖發(fā)生，該脈沖稱為基線反射脈沖。導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)檢測到液位反射原始脈沖，并與同時(shí)產(chǎn)生的基線反射脈沖相比較，從而計(jì)算出介質(zhì)的液位高。

此外，利用高導(dǎo)電介質(zhì)與低導(dǎo)電介質(zhì)反射波強(qiáng)弱的不同，有可能測量兩種液體的界面，條件是界面下的液位介電常數(shù)應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于界面上的液體的介電常數(shù)?，F(xiàn)在，兩線制的雷達(dá)物位計(jì)的價(jià)格與一般的液位變送器己相差無幾。由于雷達(dá)物位計(jì)的測量技術(shù)越來越成熟，對應(yīng)于各種工況條件的產(chǎn)品系列也越來越全，現(xiàn)在，在國內(nèi)罐區(qū)液位測量方面，雷達(dá)物位計(jì)正以前所未有的使用優(yōu)點(diǎn)及性能在各種工況條件下得到越來越多的應(yīng)用。

（3）雷達(dá)物位計(jì)的應(yīng)用

雷達(dá)液位根據(jù)天線形式來分可以分為；錐體天線、拋物面天線、桿狀天線。

錐體天線適用于安裝在罐頂或安裝導(dǎo)波管上，適用大測量范圍的應(yīng)用場合。拋物面天線適用于液體與固料兩者的測量應(yīng)用。因它有最大的直徑，所以它有最窄的雷達(dá)波束，并可用于極長距離的測量拋物面天線也是對污染最不敏感的天線類型。它可用于具有嚴(yán)酷天線粘結(jié)液像瀝青與液態(tài)硫磺這樣的應(yīng)用工況。桿狀天線天線的尺寸小，只有聚四氟乙烯材質(zhì)暴露在儲罐大氣中。桿狀天線適用于具有衛(wèi)生要求或腐蝕性化工物料的測量應(yīng)用。

對于計(jì)量級高精度雷達(dá)物位計(jì)，測量原理采用調(diào)頻連續(xù)波式(FMCW ) ，除燃料油、瀝青等粘度大且易冷凝的儲罐采用拋物面天線外其它儲罐采用錐體天線。在內(nèi)浮頂罐設(shè)計(jì)有導(dǎo)波管，以達(dá)到儲罐液位的精確測量。并在地面設(shè)就地指示表，顯示液位。

3工程簡介

液堿罐區(qū)包括4只液堿貯罐。 分別來自火車槽車和汽車槽車的液堿經(jīng)用堿泵送至液堿貯罐貯存；貯存的液堿用堿泵分別送至碼頭裝船和汽車槽車灌裝。

3.1系統(tǒng)組成

罐區(qū)的自控系統(tǒng)不同于常規(guī)生產(chǎn)裝置，一是罐區(qū)工藝流程是間斷性的，二是系統(tǒng)沒有控制和調(diào)節(jié)機(jī)制，三是系統(tǒng)的運(yùn)行對實(shí)時(shí)性要求不是太高， 由于自控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集是連續(xù)性運(yùn)行的，因而可靠性是整個自控系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。 根據(jù)港口方現(xiàn)有的自控系統(tǒng)模式及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)架，液堿罐區(qū)采用PLC現(xiàn)場I / O站的形式，通過專用通訊電纜從I / O 站引入中控室內(nèi)相應(yīng)的操作站內(nèi)。

每只貯罐上均有雷達(dá)物位計(jì)及溫度檢測點(diǎn)，雷達(dá)物位計(jì)信號與溫度信號均通過雷達(dá)電子頭的總線經(jīng)接線箱合并后統(tǒng)一送至I / O 站內(nèi)的現(xiàn)場通訊單元的l個輸入口，F(xiàn)CU 有2 路輸出口 l 路送PLC l 路送海關(guān)(CIO)監(jiān)管，其余常規(guī)儀表信號電纜直接送至PLC。

3.2儀表選型

球罐是帶壓容器，儲存的介質(zhì)易燃易爆，介質(zhì)組分也不固定，導(dǎo)致密度也常有變化，含H2S等腐蝕性氣體，而且是長周期運(yùn)行。這就要求所采用的儀表防爆、可靠性高、維護(hù)量小、耐腐蝕，最好是非接觸式儀表，球罐的液位測量儀表、液位開關(guān)、緊急切斷閥的選型比較特別，在此作詳細(xì)介紹，其他儀表按常規(guī)選型即可。

（1）液位測量儀表

液位測量儀表采用了雷達(dá)物位計(jì)和外測液位計(jì)，經(jīng)過幾年的運(yùn)行，證明這兩種儀表都適用球罐的液位測量。

（2）外測液位計(jì)

光纖液位計(jì)由儀表主機(jī)、傳感器、通訊電纜、防爆接線盒等。通過測量探頭敏感器件檢測到的振動信號變?yōu)殡娦盘柡髠鬏數(shù)街鳈C(jī)，主機(jī)對收集到的各種不同模式的振動進(jìn)行濾波、判斷，經(jīng)復(fù)雜計(jì)算得到液位測量值同時(shí)輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號給PLC，或通過RS-232接口與PLC相接。

（3）雷達(dá)物位計(jì)

雷達(dá)物位計(jì)測量液位的原理，是通過天線向測量液面發(fā)射高頻電磁波，電磁波碰到液面反射回來，又由天線接收，測量發(fā)射波和反射波的時(shí)間差，并經(jīng)過智能化信號處理器，將這與被測物位距離成正比關(guān)系的運(yùn)行時(shí)間，轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)4-20mA信號，送給PLC。

3.3控制室儀表

PLC 的2 個操作站放置在罐區(qū)的中控室內(nèi)，從PLC 控制站到中控操作站之間采用專用通訊電纜進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)對罐區(qū)的集中監(jiān)控。

3.4安全檢測系統(tǒng)

在易燃易爆危險(xiǎn)場合，可燃?xì)怏w報(bào)警器及火災(zāi)報(bào)警器是必須的。同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮就地手動報(bào)警按鈕與控制室報(bào)警器盤的合理設(shè)置，以保證出現(xiàn)緊急情況能迅速反應(yīng)處理。如果條件允許，應(yīng)在一些重要位置設(shè)置工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。

3.5計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

罐區(qū)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案有很多，但每種方案均有其適應(yīng)性。本著低成本、高效率、規(guī)范化的要求，對于一些大型儲罐區(qū)可以設(shè)置PLC系統(tǒng)，采用罐群控制系統(tǒng)；對于一些小型儲罐區(qū)則可以采用控制室智能儀表控制，有些儲罐區(qū)還與裝車棧臺、付油系統(tǒng)等組成一些功能更加強(qiáng)大的控制系統(tǒng)。

審核編輯：符乾江