污水站储罐液位监控技术研究

　　前 言

　　储罐液位是油气田集输工艺的重要参数之一，其检测技术越来越受到人们的普遍关注。近几年来，由于光纤、超声波、伺服、雷达等高新技术的不断涌现，储罐自动液位计量已进入多功能、高精度的阶段[1,2]。 长庆油田第二采气厂污水站储罐液位的计量受储存介质性能的影响，现场最初采用人工检尺测量和静压式液位测量都存在弊端，给生产带来很大的影响。 采气二厂针对污水站储罐液位检测存在的问题，经调研选用雷达液位计和超声波液位计测量污水站储罐液位，于 2004 年 9 月安装使用。

　　污水站储罐液位检测存在的问题

　　1 含醇污水罐液位检测

　　长庆油田第二采气厂污水站有二具含醇污水罐，污水中甲醇含量随季节变化一般在 10%～60%之间波动。 建厂时，污水罐液位采用静压式液位检测。

　　静压式液位计是通过测量液体产生的液柱静压来确定液位高度的。 在生产实际中，静压式液位计测得实时液位与实际液位差距较大，这主要是因为含醇污水储罐介质中成分较复杂，含有水、甲醇以及少量轻质油，且甲醇、轻质油的含量变化不定，甲醇和轻质油都易挥发，溶液密度变化较大，致使静压式液位计投用后，计量储罐液位结果偏差较大，测量数值波动不定，无法用于指导生产。

　　2 水罐液位检测

　　污水站内有三具水罐。在建厂时未设液位检测，仅安装了上下液位浮球控制器， 设定了水罐的高低液位报警，不能准确反应站内每天耗水量。

　　为了及时准确掌握装置运行参数以及水资源的消耗情况，以用来指导生产，当班工作人员需要频繁上下罐，通过人工检尺取得各具罐的液位，这样大大的增加了操作员工的劳动强度， 更是给安全生产埋下了隐患，冬季或恶劣天气情况下尤其突出;另外人工液位检测的实时性很差，不能及时反应生产情况，也给生产带来了很多不利的影响。雷达液位计、超声波液位计的使用， 解决了储罐液位检测中存在的问题。

　　新型液位计测量原理

　　1 雷达液位计工作原理

　　雷达液位计是依据 TDR (Time Domain Reflec-tometry)时域反射原理为基础的液位检测仪表。 TDR脉冲发生器沿导波杆(缆绳)向下发射微波，微波是以光速 c 传播的高速电磁波，当电磁波抵达液面时，遇到比先前传播介质(如空气)介电常数大的介质表面时(20℃时，甲醇的相对介电常数是 33.7)，电磁波发生反射，于是脉冲沿导波杆反射回去，利用超高速的计时技术，精确地计算出脉冲波的传导时间。 雷达通过测量发射波与反射波之间的延时 t 来确定天线与反射面之间的距离(空高 h)。 t=2h/c，(光速 c=3×105km/s)，光速不受介质环境的影响，传播速度是稳定的，当测得延迟时间 t 就可获得 h。