外測(cè)式液位計(jì)開(kāi)關(guān)在老罐區(qū)改造中的解決

外測(cè)式液位計(jì)開(kāi)關(guān)在老罐區(qū)改造中的解決方案

摘 要：高低液位報(bào)警在老罐區(qū)改造過(guò)程中，普遍存在罐體開(kāi)孔困難，清罐耗費(fèi)工時(shí)長(zhǎng)等問(wèn)題。外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)安裝于被測(cè)罐體外壁，與傳統(tǒng)液位開(kāi)關(guān)相比，不與被測(cè)液體介質(zhì)接觸，抗*力強(qiáng)；不用動(dòng)火、開(kāi)孔，故無(wú)需停止生產(chǎn)、清罐即可安裝使用；安裝維護(hù)方便安全，是液位測(cè)量工作中比較理想的測(cè)量方式。本文講述了在永坪煉油廠儲(chǔ)罐液位監(jiān)測(cè)報(bào)警，及聯(lián)鎖控制隱患整改的過(guò)程中，應(yīng)用外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)解決這些問(wèn)題的成功案例。


0、引言：
   儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置液位監(jiān)測(cè)器，應(yīng)具備高低液位報(bào)警功能；大型（5000m3以上）可燃液體儲(chǔ)罐、400m3以上的危險(xiǎn)化學(xué)品壓力儲(chǔ)罐應(yīng)另設(shè)高高液位監(jiān)測(cè)報(bào)警及聯(lián)鎖控制系統(tǒng)[1]。應(yīng)規(guī)范要求[2]，結(jié)合永坪煉油廠實(shí)際情況，本廠對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)車(chē)間渣油罐區(qū)、油品調(diào)和車(chē)間汽柴油罐區(qū)進(jìn)行了升級(jí)改造。
  為進(jìn)一步完善化學(xué)品罐區(qū)監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)施，根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置儲(chǔ)罐高低液位報(bào)警，采用超高液位自動(dòng)聯(lián)鎖關(guān)閉儲(chǔ)罐進(jìn)料閥門(mén)和超低液位自動(dòng)聯(lián)鎖停止物料輸出設(shè)施[3]。在增設(shè)低低液位開(kāi)關(guān)自動(dòng)聯(lián)鎖停泵的過(guò)程中，遇到了兩個(gè)問(wèn)題。
  首先，老罐區(qū)輕質(zhì)油罐體使用的雷達(dá)液位計(jì)，測(cè)量方式單一，不能滿足文件中關(guān)于報(bào)警及聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的要求，在老罐區(qū)改造過(guò)程中需要加裝液位開(kāi)關(guān)報(bào)警裝置，傳輸繼電器信號(hào)給核心控制系統(tǒng)形成聯(lián)鎖。
  其次，在老罐區(qū)加裝液位開(kāi)關(guān)時(shí)，傳統(tǒng)的侵入式、浮力式、壓力式、電容式、音叉式液位開(kāi)關(guān)，與介質(zhì)接觸需要開(kāi)孔，油品罐區(qū)老罐開(kāi)孔困難，清罐耗費(fèi)工時(shí)長(zhǎng)，而且有發(fā)生泄漏的可能，既不經(jīng)濟(jì)，也不安全。
 
1、外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)：
1.1、外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)的工作原理：
  外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)的測(cè)量探頭安裝在容器外壁上，屬于一種從罐外檢測(cè)液位的*非接觸檢測(cè)儀表。儀表測(cè)量探頭發(fā)射超聲波，并檢測(cè)其在容器壁中的余振信號(hào)，當(dāng)液體漫過(guò)探頭時(shí)，此余振信號(hào)的幅值會(huì)變小，這個(gè)改變被儀表檢測(cè)到后會(huì)輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)[4]。
 
1.2、外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)：
  與傳統(tǒng)的液位開(kāi)關(guān)相比，外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)不與介質(zhì)接觸的測(cè)量方式，使其不受介質(zhì)的壓力、溫度和腐蝕性影響，在保證測(cè)量精度高的同時(shí)，不用在罐體上面開(kāi)孔、不用動(dòng)火、安裝費(fèi)用低、維護(hù)方便，無(wú)需停止生產(chǎn)便可以安裝維護(hù)和使用，實(shí)現(xiàn)真正意義上的非接觸式測(cè)量控制。它的適用面很廣，可用于有劇毒的、強(qiáng)腐蝕性的、高壓等各種復(fù)雜工況，以及爆炸性氣體環(huán)境下的各種液體介質(zhì)測(cè)量。外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)利用聲波監(jiān)測(cè)容器內(nèi)液面的高度，實(shí)現(xiàn)高、低位報(bào)警功能，精度高，反應(yīng)靈敏；能夠自動(dòng)校正，無(wú)需調(diào)整，同時(shí)，可將其輸出的繼電器信號(hào)接入DCS系統(tǒng)中，通過(guò)改變抽出泵啟動(dòng)/停運(yùn)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)連鎖報(bào)警、自動(dòng)控制功能。另外，外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)沒(méi)有可動(dòng)部件。因此，幾乎可以做到無(wú)磨損，使用壽命也比較長(zhǎng)。
 
1.3、外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)：
 目前外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)只適用于壁厚≤60mm，材質(zhì)為金屬、塑料、玻璃等密實(shí)材料的儲(chǔ)罐[4]，罐體材質(zhì)為非硬質(zhì)材料時(shí)并不適用。
 
2、外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)的應(yīng)用：
2.1、安裝：
 安裝測(cè)量探頭處的容器壁，要求用能夠良好傳遞振動(dòng)的硬質(zhì)材料制成，若容器壁為多層材料，則層間應(yīng)緊密接觸，無(wú)氣泡或氣體夾層，內(nèi)外壁表面平整。不要將其它超聲波設(shè)備或電磁設(shè)備放在附近使用，以免設(shè)備互相干擾引起誤動(dòng)作。

  本廠罐區(qū)待改造儲(chǔ)罐屬于鐵磁性?xún)?chǔ)罐，采用強(qiáng)磁鐵磁力吸附輔助固定即可，利用既有支架敷設(shè)線纜，安裝時(shí)無(wú)需停產(chǎn)，不用清罐，不用動(dòng)火。本廠在增設(shè)低低液位開(kāi)關(guān)自動(dòng)聯(lián)鎖停泵的過(guò)程中應(yīng)用了外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)。
 液位開(kāi)關(guān)的兩個(gè)探頭在罐壁上一定要水平排列，兩探頭之間應(yīng)避免焊縫等類(lèi)似情況的存在，每個(gè)探頭位置也應(yīng)盡量遠(yuǎn)離焊縫。

圖2 低低報(bào)外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)安裝位置
  儲(chǔ)罐低液位報(bào)警的設(shè)定高度應(yīng)滿足泵不發(fā)生汽蝕的要求，外浮頂儲(chǔ)罐和內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的低液位報(bào)警設(shè)定高度（距罐底板）宜高于浮頂落底高度 0.2m 及以上[5]。
 
2.2、調(diào)試：
 對(duì)于某監(jiān)測(cè)點(diǎn)液位狀態(tài)有兩種：該點(diǎn)處無(wú)液體（液位低于監(jiān)測(cè)點(diǎn)）；該點(diǎn)處有液體（液位到達(dá)或高于監(jiān)測(cè)點(diǎn)）。調(diào)試設(shè)置即預(yù)先判斷和設(shè)置有液、無(wú)液兩種狀態(tài)，液位開(kāi)關(guān)在調(diào)試設(shè)置中不能碰撞、移動(dòng)，不能斷電。


圖3 液位控制器有液狀態(tài)
  儲(chǔ)罐設(shè)置低低報(bào)液位開(kāi)關(guān)自動(dòng)連鎖停止物料輸送泵，停泵信號(hào)由DCS控制室送至對(duì)應(yīng)配電室，相關(guān)所有機(jī)泵運(yùn)行狀態(tài)引至DCS控制室。其對(duì)應(yīng)關(guān)系取成品10#罐區(qū)對(duì)應(yīng)表為例，做簡(jiǎn)單介紹。如表1所示。
  儲(chǔ)罐設(shè)置超低液位自動(dòng)聯(lián)鎖停泵的功能，需要增加各物料機(jī)泵的聯(lián)鎖停機(jī)功能。聯(lián)鎖停機(jī)信號(hào)由罐區(qū)儀表機(jī)柜間DCS系統(tǒng)提供，為常閉干接點(diǎn)信號(hào)，將各接點(diǎn)信號(hào)采用控制電纜引至各物料輸送泵電機(jī)電源所在配電室的配出回路，串入各回路的控制回路對(duì)應(yīng)配出回路作相應(yīng)改造。常閉接點(diǎn)打開(kāi)，停電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了低低液位開(kāi)關(guān)自動(dòng)聯(lián)鎖停泵的功能。

3、 結(jié)語(yǔ)：
 外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)在本廠改造罐區(qū)運(yùn)行狀況良好，目前未出現(xiàn)任何問(wèn)題。由于外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，該裝置在罐區(qū)改造項(xiàng)目的應(yīng)用上越來(lái)越成熟，儲(chǔ)罐液位報(bào)警檢測(cè)的功能日益完善，測(cè)量精度愈來(lái)愈高，成功的罐區(qū)改造項(xiàng)目案例也越來(lái)越多。
 本廠老罐區(qū)改造后幾年的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用表明，外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)安裝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、抗干擾性強(qiáng)、維護(hù)工作量小，安全性能高。外測(cè)式液位開(kāi)關(guān)作為一種理想的非接觸式新型液位報(bào)警儀表，較好地實(shí)現(xiàn)了液位低低報(bào)警，既保證了儲(chǔ)罐液位的安全，又減少了維護(hù)工作量，消除了改造中罐區(qū)開(kāi)口動(dòng)火的安全隱患，可廣泛應(yīng)用于石油化工等行業(yè)惡劣環(huán)境下的液位報(bào)警場(chǎng)合的測(cè)量。