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靜壓式液位變送器等四類液位計在常壓容器液位測量中選型
目前平臺上常壓儲罐設(shè)計常用的液位測量方式非常單一，基本都是采用磁致伸縮液位計/液位變送器來實現(xiàn)。但是常壓儲罐工況簡單，造價較低。相比而言，儀表的采辦成本所占比重很高。因此，我們嘗試在滿足儲罐工藝要求的前提下，改進(jìn)其工藝儀表的設(shè)計及選型，盡量降低常壓容器的材料成本，提高儀表監(jiān)測的性價比。本文在介紹了幾種常用的液位儀表并分析闡述其檢測原理，在此基礎(chǔ)之上以BZ26-3撬塊開排罐為例，在相同工況下進(jìn)行設(shè)計，提出四種新的設(shè)計方案，并分別對四種方案的采辦成本、安裝成本、適應(yīng)工況等方面進(jìn)行對比，尋求一種在滿足儲罐工藝要求的前提下，降低常壓容器成本，提高儀表監(jiān)測的性價比的設(shè)計方案。
1.1常壓容器儀表設(shè)計的基本流程
常壓儲罐應(yīng)設(shè)置液位計、溫度計和高液位報警器；大于或等于10000mm的儲罐應(yīng)設(shè)高高液位報警器并與進(jìn)料管道控制閥連鎖，在儲罐內(nèi)液位達(dá)到設(shè)定值時應(yīng)能自動關(guān)閉進(jìn)料管道控制閥；根據(jù)生產(chǎn)操作還需要確定是否設(shè)置低液位報警器。
在采油平臺上的開排罐設(shè)計中，我們一般需要設(shè)計高低液位報警，在DCS系統(tǒng)中實現(xiàn)液位的在線測量，同時實現(xiàn)液位的現(xiàn)場顯示。還要向ESD系統(tǒng)提供液位的低低報警，以便實現(xiàn)緊急關(guān)斷。
高液位報警的設(shè)定高度，應(yīng)為儲罐的設(shè)計儲存液位。高高液位的設(shè)定高度，宜按以下公式計算：
——高液位報警的設(shè)定高度，m；
——儲罐的設(shè)計儲存液位，m；
——10min～15min儲罐大進(jìn)液量的折算高度，m；
低液位報警的設(shè)定高度，應(yīng)滿足從報警開始10min~15min內(nèi)泵不會抽空的要求，或者設(shè)定為容器高度的10%。
1.2常壓容器液位儀表介紹
磁致伸縮液位計/液位變送器結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，積木化設(shè)計、無需維護(hù)或僅少量維護(hù)，測量連續(xù)無盲區(qū)。可安全應(yīng)用于易燃、強(qiáng)腐蝕性和有毒的液體介質(zhì)測量，測量范圍寬，布局靈活。
靜壓式液位變送器
靜壓式液位變送器的傳感器部分可直接投入到液體中，變送器部分可用法蘭或支架固定，安裝使用非常方便，該變送器對水、油以及粘度較大的糊狀都可以進(jìn)行高精度測量，不受被測介質(zhì)起泡、沉積、電氣特性的影響寬范圍的溫度補(bǔ)償。
超聲波液位變送器
該類液位儀表主要適用于液體、漿料、污水和固體塊料的連續(xù)的、非接觸式的測量。
雷達(dá)式液位變送器
該液位計大的特點是受環(huán)境影響小，精度高，在一些高溫、高壓、負(fù)壓（真空）、蒸汽、霧狀空間、粉塵環(huán)境等，較適合雷達(dá)液位計。
電容液位開關(guān)
該開關(guān)具有很高的穩(wěn)定性，靈敏度可調(diào)，而且安裝容易，不易磨損，利于維護(hù)，適用于高粘度以及易于形成粘附的液體介質(zhì)以及腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)的檢測。
2.BZ26-3橇塊開排罐液位儀表設(shè)計分析以BZ26-3撬塊WHPA-T-3501為例，圖1為撬體部分的工藝流程圖，按照圖上的要求以及儲罐的設(shè)計規(guī)范可知，液位儀表在開排罐上所起到的作用為以下三點：
實時直觀的從撬體上監(jiān)測液位情況。高低液位報警，觸發(fā)相應(yīng)兩臺泵的動作。低低液位報警，觸發(fā)關(guān)斷系統(tǒng)。
由此可見，我們可以用兩臺液位儀表的組合來實現(xiàn)對開排罐液位的控制，針對設(shè)計要求，可以提出以下幾種方案。
3.設(shè)計方案
3.1方案一：磁致伸縮液位計/液位變送器+磁致伸縮液位變送器
如圖2所示，此臺撬上選用的液位儀表為磁致伸縮液位計/液位變送器LG/LT-3541以及磁致伸縮液位變送器LT-3542。LG/LT-3541輸出的為模擬信號，與DCS系統(tǒng)相連接，反應(yīng)撬內(nèi)液位的變化情況，當(dāng)撬內(nèi)液位到達(dá)1500mm時，此信息通過模擬信號傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)后，會觸發(fā)WHPA-P-3501A和WHPA-P-3501B兩臺泵工作，開始往外排水，當(dāng)液面到達(dá)500mm時，信號再次傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)，觸發(fā)兩臺泵停止工作，從而使撬內(nèi)液面維持在一定高度。當(dāng)撬內(nèi)液位到達(dá)2400mm或到達(dá)400mm時，DCS系統(tǒng)會顯示報警，以便工作人員根據(jù)相應(yīng)情況采取措施。與LG/LT-3541相同，LT-3542輸出的也為模擬信號，但與之相連接的是ESD系統(tǒng)，主要起到的是低低液位報警的作用，當(dāng)液位到達(dá)300mm的時候，LT-3542顯示報警，并觸發(fā)相應(yīng)關(guān)斷動作。
圖2方案一P&ID
3.2方案二：磁致伸縮液位計/液位變送器+靜壓式液位變送器
此方案是用磁致伸縮液位計/液位變送器和靜壓式液位變送器來實現(xiàn)設(shè)計要求，如圖3所示，靜壓式液位變送器穩(wěn)定性好，精度高，直接投入到被測介質(zhì)中，安裝使用相當(dāng)方便。而且為固態(tài)結(jié)構(gòu)，無可動部件，高可靠性，使用壽命長從水、油到粘度較大的糊狀都可以進(jìn)行高精度測量，不受被測介質(zhì)氣泡、沉積、電氣特性的影響。用靜壓式液位變送器來實現(xiàn)低低報警的設(shè)計要求，降低了安裝成本，而且容易操作。此方案需注意的是，在選擇靜壓式液位變送器的同時，要選用3"的法蘭和3"的球閥與之相匹配，方案所需管件如表2所示。
3.3方案三：磁致伸縮液位計/液位變送器+液位開關(guān)
此方案是用磁致伸縮液位計/液位變送器和電容式液位開關(guān)來實現(xiàn)設(shè)計要求，如圖4所示，由于設(shè)計要求液位到達(dá)300mm時實現(xiàn)報警功能，并且采取相應(yīng)的關(guān)斷措施。針對此項設(shè)計要求，液位開關(guān)比液位變送器從安裝成本以及費用上都更為合適，電容式液位開關(guān)僅采用一個過程連接即可進(jìn)行兩點控制（泵控制），操作方便。液位開關(guān)屬于單法蘭連接，無需配備球閥，具體安裝管件如表3所示。
圖4方案三P&ID
3.4方案四：超聲波液位變送器+磁翻板液位計+液位開關(guān)
此方案采用了一種不常用的超聲波液位變送器，如圖5所示，超聲液位計因使用方便，價格低廉，所以深受用戶歡迎，超聲波液位計為單法蘭連接方式，需安裝在罐體的頂部，這樣就給在現(xiàn)場實時監(jiān)測罐體液位帶來不便，所以不得不另外采用磁翻板液位計來達(dá)到現(xiàn)場監(jiān)測液位的目的。方案所需管件如表4所示。
圖5方案四P&ID
4.BZ26-3撬塊開排罐的液位儀表設(shè)計方案比較
5、結(jié)論
通過對比可知，從性價比的角度考慮，方案三與方案四的性價比相對較高，方案四需開孔較多，對容器本體制作的要求較高，方案三在滿足初設(shè)計要求的前提下，不僅大大降低了成本，而且在安裝方式上為現(xiàn)場施工帶來方便，增加了場地工作人員的施工效率。而且利于后期維護(hù)，既能滿足液位現(xiàn)場指示和遠(yuǎn)傳的工藝要求，也能完成應(yīng)急報警。綜上所述，方案三比較適合此次常壓容器的設(shè)計要求。