常压罐区仪表的选型与设计

常压罐区仪表的选型与设计

1兰天，1刘子夫，2李金强

1.中国石油集团东北炼化工程有限公司沈阳分公司辽宁抚顺113001

2.抚顺石化公司石油二厂机动工程部辽宁抚顺113001

摘要：本文以盘锦北方沥青股份有限公司润滑油罐区仪表的设计为例，对常压罐区仪表的选型要点及设计原则进行了阐述及总结，并分析了几种常用的液位仪表的工作原理，对其应用特点及现场安装进行了比较。

关键词：罐区；仪表选型；液位仪表

在石油化工工程的仪表设计中，大家都认为罐区的设计要比装置区简单的多，主要是因为其工艺流程不复杂，高温高压的工况相对要少，或者说几乎是没有。但是通过这几年对罐区的仪表设计，笔者认为罐区的仪表选型与设计是有其特殊性的，需要注意和总结。

1罐区主要仪表类型及选型

罐区仪表选型根据储罐的形式、储罐内的介质和现场的实际情况来进行选择。测量仪表一般包括温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表、控制阀等。在开展仪表设计时，除了满足国建行业的规范外，还必须严格执行有关防火、防爆、防雷、防静电等相关设计标准与规范[1]。

根据盘锦北方沥青股份有限公司润滑油罐区项目的特点，选用DCS控制系统，来实现现场数据的采集，及工艺过程的控制。并采用智能型仪表来作为罐区的测量仪表，进而保证了罐区的自动化生产，大大减轻工作人员的负荷，提高罐区生产安全的可靠性。

1.1温度仪表

温度就地仪表一般选用刻度盘直径ф100mm的万向型双金属温度计。远程监控仪表选择带4～20mADC标准信号输出的一体化铂热电阻。对于中间罐区，一般采用单点测温；而对于成品油罐或需要计量的储罐，需要检测平均温度，平局温度一般在6～10点左右。

1.2压力仪表

储罐的压力测量一般采用压力变送器，对于常压罐的罐顶密封氮气的压力测量常选用智能型微差压变送器，短连接安装在储罐顶。

1.3流量检测仪表

对于氮气和净化风的气体测量仪表选用涡街流量计，并增加热电偶及压力变送器对氮气流量测量进行温度和压力补偿，增设压力变送器对净化风进行压力补偿；对于进出界区的管线流量计量，一般选用质量流量计。

1.4液位仪表

储罐液位测量选用雷达液位计，一般雷达液位计精度±2mm；音叉式液位开关用来作报警联锁，音叉式液位开关精度±1mm。雷达液位计带有罐旁显示仪，罐旁显示仪安装于罐旁便于观测的位置。

1.5控制阀

控制阀全部为气动阀门，各罐的物料进出口的紧急切断阀应为火灾安全型，阀体应符合API607或APIFA耐火试验标准。

2罐区常用液位仪表

液位仪表应根据不同的测量原理和自身的优缺点来进行选型，以满足特定工况的要求。下面介绍两种应用于盘锦北方沥青股份有限公司润滑油罐区的液位计，对其原理、特点及安装进行详细阐述。

2.1雷达液位计

雷达液位计是利用电磁波来检测液位的。一般为了减小测量的干扰，需要让电场方向避开容器壁。

2.1.1雷达液位计的基本原理

通过雷达液位计上的天线来发射电磁波信号，被测介质的表面将反射的回波信号返回至液位计天线接收。波束的每一点都通过超声采样来进行采集[2]。介质与探头的距离通过液位计的智能处理器来计算并送到DCS系统进行显示、控制和报警。

2.1.2雷达液位计的特点

雷达液位计的测量利用的是电磁波的两个主要性质：1）.电磁波的传播不依赖介质。2）.电磁波在界面上的反射。所以雷达液位计在测量方面有如下特点：

（1）准确度高可靠性强

电磁波在空气中的传播速度几乎不受气体温压变化的影响。而且与测量介质无任何接触，所以它独立于环境，能准确测量出模拟信号和数字信号。

（2）测量介质的范围广

由前面的测量原理可以知道，介质的介电常数是决定雷达液位计反射效果的主要因素，介电常数越大，回波信号越好，基本上大多数的介质都满足测量条件。

（3）安全节能

电磁波的发射功率很小。

2.1.3雷达液位计的安装

雷达液位计安装应尽量避开罐内的障碍物或进料口，不能装在罐顶的中心处，也不能离储罐壁太近，距离罐壁1/6处是比较理想的安装位置。如果是内浮顶储罐，应该增加导波管，导波管上钻直径为15毫米的孔，孔之间的间距为300毫米。孔为双排孔。即钻完第一个孔后，在此孔对面的方向，间距300毫米钻第二个孔，然后回到第一个孔的垂线位置向下300mm钻第3个孔。依此类推，如下图1所示。这里需要注意几点：1.钻孔后，要去掉内壁的毛刺，尽量保证内壁光滑。2.导波管安装要求严格垂直。3.导波管底部需设计固定导波管活动套筒定位。

图1导波管开孔图

Fig.1将英文图名粘贴覆盖在此

2.2音叉液位开关

当音叉液位开关的振动元件接触到测量介质，音叉的振动频率就会改变。振动频率的变化将被电子部件检测，并转化成开关信号，输出液位报警信号或联锁信号。

2.2.1音叉液位开关的特点

音叉液位开关安全可靠，适用于大部分测量介质，不用做仪表的标定，也没有可移动的机械部件，仪表无需维护，使用寿命长。

2.2.2音叉液位开关的安装

音叉液位开关通常采用侧装方式来安装，进行液位上下限位置的检测，当储罐不方便侧面开孔时，也可采用顶装方式安装。

音叉液位开关采用侧装方式时，叉体的安装位置应保证叉体窄边垂直，并倾斜5°插入储罐，以确保高粘度液体自由向下，避免粘附介质，而且音叉与罐壁应保持一定距离，防止叉齿触碰到罐壁影响检测效果[3]；当测量的是浮顶罐时，应选择适合的探头长度，避免叉体与浮盘相撞，损坏仪表.

3结语

盘锦北方沥青股份有限公司润滑油罐区的仪表选型，满足了高精度测量和罐区自动化的要求，降低了运营成本，提高了罐区的生产效率，为现代化储运系统的运行奠定了良好的基础。

参考文献：

［1］胡兰青．化工设计中罐区的仪表选型分析[J].山西化工,2014（3）:68-70。

［2］吴旭翔，李宏．大型石油化工罐区储罐液位仪表的设计及应用[J].当代化工.2010,39（3）:278-280。

［3］徐滢．浅谈化工设计中罐区仪表的选型[J].天津化工,2013,27（5）:52-53。

［5］