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料管道控制閥連鎖,在儲罐內(nèi)液位達到設(shè)定值時應(yīng)能自動關(guān)閉進料管道控制閥;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、無需維護或僅少量維護,測量連續(xù)無盲區(qū)??砂踩珣?yīng)用于易燃、強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、負壓(真空)、蒸汽、霧狀空間、粉塵環(huán)境等,較適合雷達液位計。
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,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2400mm或到達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,既能滿足液位現(xiàn)場指示和遠傳的工藝要求,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。