雷達液位計新型防溢流系統(tǒng)的液位測量技術(shù)
發(fā)布時間：2019-03-05 發(fā)布作者：
未能識別和防止含有危險，易燃甚至爆炸性物質(zhì)的儲罐和容器過滿可能會產(chǎn)生災(zāi)難性后果，因為2005年德克薩斯城煉油廠火災(zāi)等引人注目的事件表明了這一點。由于通常涉及過程和大量液體儲存工業(yè)的材料的性質(zhì)，過量填充可導(dǎo)致生命損失和對資產(chǎn)和環(huán)境的破壞性損害。此類事件的成本可能達到數(shù)十億美元，而法律后果和不良宣傳可能會嚴重損害公司的聲譽。
因此，這些行業(yè)的公司必須實施強大的溢流預(yù)防系統(tǒng)（OPS），以較大限度地降低風險并遵守相關(guān)的安全標準。德克薩斯城煉油廠的爆炸和隨后的火災(zāi)是由于油箱過滿和缺乏防止溢流技術(shù)造成的。這場災(zāi)難以及其他類似事件導(dǎo)致了新標準和安全準則的引入，這些準則正在被廣泛采用。API 2350和IEC 61511是防止溢出的兩個關(guān)鍵全球標準。IEC 61511為在過程工業(yè)中實施現(xiàn)代OPS提供了較好的安全實踐。API 2350提供了較低要求，以符合非加壓地上大型石油儲罐的特定應(yīng)用中的現(xiàn)代較好的實踐。
層保護
為了較大限度地降低過量填充的風險，通常的做法是實施一系列獨立的保護層。監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程的基本過程控制系統(tǒng)（BPCS）構(gòu)成了主要的保護層。然后是安全層（OPS），它必須保持獨立且獨立于BPCS以提供冗余。如果BPCS失敗或工作不正常，OPS應(yīng)防止出現(xiàn)溢出。第三層是被動保護，包括用堤壩或混凝土墻圍堵。如果所有這些層都不能防止或包含溢出，則緊急響應(yīng)層就在那里，其中涉及警告緊急服務(wù)。
MOPS和AOPS
OPS可以是手動（MOPS）或自動（AOPS）。MOPS通常涉及水平傳感器或開關(guān)向操作員發(fā)送警報，通知他們應(yīng)采取什么措施來防止溢出。MOPS被認為比AOPS更容易實施，更簡單，更昂貴。然而，人為錯誤的可能性限制了他們的風險降低因子，因此有一種強烈的趨勢，即用AOPS替換它們，AOPS由傳感器，邏輯解算器和致動閥技術(shù)形式的較終控制元件組成。AOPS的顯著優(yōu)勢包括更高的風險降低因素，更短的響應(yīng)時間和更少的操作員工作量。
技術(shù)選擇
然而，重要的是要理解，對于防止溢出，不存在“一刀切”的解決方案。每個應(yīng)用程序都有其特定的挑戰(zhàn)，因此為每個應(yīng)用程序選擇適當?shù)募夹g(shù)至關(guān)重要。這些技術(shù)包括：
機電浮子和置換器開關(guān) - 這些開關(guān)具有移動部件，這些部件需要頻繁且昂貴的維護，受到機械振動和湍流的影響，并且可能給出錯誤的讀數(shù)。它們用于點水平，界面和密度應(yīng)用，其中液體中置換劑的浮力是主要的測量原理。然而，它們越來越多地被更可靠的電子技術(shù)所取代，這些技術(shù)提供更高的診斷和更低的生命周期成本
振動叉式開關(guān) - 在這種點級技術(shù)中，壓電晶體以其固有頻率振蕩兩個插腳，然后頻率隨著它們浸入介質(zhì)中而變化。電子設(shè)備檢測到頻率變化，可以檢測是否存在液體。這些開關(guān)非常可靠，因為它們沒有可磨損或粘著的活動部件，因此與其他技術(shù)相比，它們不易發(fā)生故障。它們幾乎不受流動，湍流，氣泡，泡沫，振動和密度變化的影響。
導(dǎo)波
雷達液位計（GWR） - 在GWR技術(shù)中，低能微波脈沖沿著探頭向下引導(dǎo)，探頭浸沒在介質(zhì)中。當微波從表面反射到發(fā)射器時，可以測量水平。由于一部分脈沖沿著探頭繼續(xù)向下，因此也可以檢測到界面。GWR變送器易于安裝，密度，電介質(zhì)或電導(dǎo)率的變化無需補償。壓力，溫度和大多數(shù)蒸汽空間條件的變化不會影響精度。該技術(shù)不受高湍流或振動的影響，積累幾乎沒有影響，維護要求低。
非接觸式雷達液位計 - 非接觸式雷達液位計發(fā)射器可以使用脈沖或頻率調(diào)制連續(xù)波（FMCW）技術(shù)進行測量。利用脈沖雷達液位計，微波向表面發(fā)射并反射到傳感器，其電平與從信號傳輸?shù)浇邮盏臅r間成正比。利用FMCW，雷達液位計以不斷變化的頻率發(fā)射連續(xù)信號掃描。反射信號的頻率與此時發(fā)射的信號的頻率之間的差異與從雷達液位計到地面的距離成比例，這使得能夠測量水平。這種易于安裝的技術(shù)不受密度，粘度和導(dǎo)電性的影響，幾乎不受涂層和蒸汽的影響，并且?guī)缀醪恍枰S護。
健康監(jiān)測和驗證測試
較新的振動叉式開關(guān)，GWR和非接觸式雷達液位計具有強大的內(nèi)置診斷功能，可以遠程執(zhí)行部分驗證測試，因此與舊的機械技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)勢。監(jiān)控設(shè)備的運行狀況可確保它們在OPS中正確運行，同時執(zhí)行遠程部分驗證測試的能力可節(jié)省時間并提高工作人員的效率。
二合一解決方案
一個非接觸式雷達液位計在一個外殼內(nèi)提供兩個獨立且獨立的電氣單元時，提供獨特的二合一解決方案。當與不同電纜橋架中分離的電纜連接時，此選項可使單個儀表用于BPCS，并根據(jù)IEC 61511和API 2350分離OPS用途。
典型應(yīng)用
三種一般應(yīng)用類型采用溢出預(yù)防措施 - 過程應(yīng)用中的過程容器和儲罐，以及散裝液體處理行業(yè)內(nèi)部署的儲罐。每個都提出了溢出保護技術(shù)的具體挑戰(zhàn)。
過程容器 - 這些容器是特定工業(yè)過程或整個過程的一部分，在選擇溢出防止技術(shù)時必須考慮容器的形狀，尺寸和設(shè)計。例如，在錐形油箱上，傳感器是頂部安裝的，因此GWR變送器，非接觸式雷達變送器和振動叉式開關(guān)是合適的選擇。在具有內(nèi)部限制的容器中，例如攪拌器，熱交換器和其他需要使用單獨的腔室進行液位測量的結(jié)構(gòu)，建議使用GWR變送器。
當需要側(cè)裝解決方案時，振動叉式開關(guān)是理想選擇。在需要腔室的蒸餾塔中，GWR變送器通常用于AOPS。由于混合罐包含攪拌器，這限制了突出到罐中的傳感器，因此頂部安裝的傳感器的良好選擇。在鍋爐汽包應(yīng)用中，AOPS需要SIL 3 GWR變送器 - 通常具有三重冗余 - 因為它們不受過程條件變化的影響。
儲罐 - 用于多個中小型船舶或5至20個儲罐的較小儲罐的儲罐監(jiān)控系統(tǒng)需要自動化系統(tǒng)來提供液位監(jiān)控，但不一定需要控制。油罐監(jiān)測通常涉及總量計算，但不涉及財政衡量。在這些應(yīng)用中，溢出技術(shù)的選擇將取決于罐的類型，可用開口的數(shù)量和所含的液體。
散裝液體應(yīng)用 - 自動儲罐計量（ATG）系統(tǒng)通常用作這些應(yīng)用中的BPCS，用于測量水平和計算庫存。這些系統(tǒng)需要具有高精度的技術(shù)，因為水平測量的小的不精確性可能等于數(shù)千加侖的體積不確定性，這將是非常昂貴的。AOPS通常由非接觸式雷達液位計發(fā)射器，邏輯解算器和致動器組成。替代品可以是振動叉式開關(guān)或GWR變送器。在帶有浮頂?shù)纳⒀b儲罐中，較好的做法是通過靜止管道進行測量，這需要高精度，非接觸式雷達需提高精度。
在線客服1號
