罐区测量仪表工程设计中的选型

    在实际工程设计工作中,大家普遍认为罐区的工艺流程比较简单,不似一些复杂化工装置的流程。但是通过几年来对几个罐区的设计,笔者感觉到罐区仪表的选型还是有其特殊性的。罐区内的储罐按不同方式通常可分为球罐及拱顶罐;内浮顶罐或外浮顶罐;带有搅拌器或严重旋流的储罐。罐区仪表主要分为罐区计量仪表、罐区液位仪表、安全检测系统、计算机控制系统几部分。下面分别介绍以上几类仪表的选用。

    1　罐区计量仪表

    此类仪表主要用于入罐及出罐产品计量。常用的流量仪表有质量流量计、涡轮流量计、双转子流量计、椭圆齿轮流量计、刮板流量计等。由于计量仪表与成本核算及经济效益有直接关系,故必须保证测量精度,同时考虑稳定性及性能价格比。质量流量计的精度及性能指标相对好一些,虽然一次性投资比较大,但其可以测量介质的密度、温度和压力等参数;其他如容积式或速度式流量仪表,在实际应用中可按照实际需要加以选择,像黏度较大、腐蚀性或毒性较大的场合慎用涡轮流量计^[1]。

    2　罐区液位仪表

    a)对于常压罐可以采用单法兰液位变送器;对于带压罐则可以采用双法兰液位变送器来进行液位测量,这是最简便实用而且经济的测量方法,但此种方法需要计算液位计迁移量,比较麻烦。对于球罐及大型储罐则不太适用,尤其不适用一些高温介质及搅拌介质、高黏度介质、有毒或腐蚀性介质的液位(物位)测量。

    b)对于一些测量范围比较大同时精度要求又较高的储罐测量,磁致伸缩式液位计的应用有非常大的优势。其测量元件主要由检测杆、电子部件和浮子三部分,在其测量杆内均匀安装5个温度检测元件,可以平均检测储罐内不同位置的温度,避免另外安装热电阻的麻烦,同时采用通讯方式可将多个液位连接起来,既可节省电缆又可提高精度。此种液位计需采用数字通讯的方式来实现信号远传而且多为进口仪表,价格较贵。国内部分厂家生产的磁效应液位计功能与进口磁致伸缩式液位计功能基本相似,同时可以实现4~20 mA输出,应用范围比较宽。带有数字量和模拟量输出的伺服式液位计也可以同时完成液位、温度、界面、密度和质量这些数据的测量,通过数据转换器可显示其所有数据,同时有4~20 mA的信号输出。在内、外浮顶罐及带有搅拌器或严重旋流的储罐,通过加装导波管的伺服式液位计可以完成一系列的测量要求,但价格较昂贵。

    c)对于非接触式物位或液位测量,超声波液位计可以应用。但具体应用时,合适的探头选择取决于工况及环境温度。当选择探头时,必须考虑超声波的衰减以及物料表面的反射特性,从而计算出探头的最大测量范围。由于探头起振关系,在探头的下方会出现一个无法接收回波的区域,称为盲区。盲区决定了在探头表面和储罐内最高液位的最小距离。针对于超声波液位计,雷达液位计应用相对广泛一些。雷达液位计是一种“俯视式”时间行程测量系统,用于测量参考点到介质表面的间距。在一些固体粉料料仓及沸腾液面或存在泡沫的场合,以及一些介电常数非常低的介质(如液化石油气、石油、苯、甲苯、浓酸、浓碱等)测量过程中,雷达液位计测量误差较大,故可以采用导波雷达液位计。