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外測式液位計開關(guān)在老罐區(qū)改造中的解決方案

摘 要：高低液位報警在老罐區(qū)改造過程中，普遍存在罐體開孔困難，清罐耗費工時長等問題。外測式液位開關(guān)安裝于被測罐體外壁，與傳統(tǒng)液位開關(guān)相比，不與被測液體介質(zhì)接觸，抗*力強；不用動火、開孔，故無需停止生產(chǎn)、清罐即可安裝使用；安裝維護方便安全，是液位測量工作中比較理想的測量方式。本文講述了在永坪煉油廠儲罐液位監(jiān)測報警，及聯(lián)鎖控制隱患整改的過程中，應(yīng)用外測式液位開關(guān)解決這些問題的成功案例。


0、引言：
   儲罐應(yīng)設(shè)置液位監(jiān)測器，應(yīng)具備高低液位報警功能；大型（5000m3以上）可燃液體儲罐、400m3以上的危險化學(xué)品壓力儲罐應(yīng)另設(shè)高高液位監(jiān)測報警及聯(lián)鎖控制系統(tǒng)[1]。應(yīng)規(guī)范要求[2]，結(jié)合永坪煉油廠實際情況，本廠對油氣儲運車間渣油罐區(qū)、油品調(diào)和車間汽柴油罐區(qū)進行了升級改造。
  為進一步完善化學(xué)品罐區(qū)監(jiān)測監(jiān)控設(shè)施，根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置儲罐高低液位報警，采用超高液位自動聯(lián)鎖關(guān)閉儲罐進料閥門和超低液位自動聯(lián)鎖停止物料輸出設(shè)施[3]。在增設(shè)低低液位開關(guān)自動聯(lián)鎖停泵的過程中，遇到了兩個問題。
  首先，老罐區(qū)輕質(zhì)油罐體使用的雷達(dá)液位計，測量方式單一，不能滿足文件中關(guān)于報警及聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的要求，在老罐區(qū)改造過程中需要加裝液位開關(guān)報警裝置，傳輸繼電器信號給核心控制系統(tǒng)形成聯(lián)鎖。
  其次，在老罐區(qū)加裝液位開關(guān)時，傳統(tǒng)的侵入式、浮力式、壓力式、電容式、音叉式液位開關(guān)，與介質(zhì)接觸需要開孔，油品罐區(qū)老罐開孔困難，清罐耗費工時長，而且有發(fā)生泄漏的可能，既不經(jīng)濟，也不安全。
 
1、外測式液位開關(guān)的原理和優(yōu)缺點：
1.1、外測式液位開關(guān)的工作原理：
  外測式液位開關(guān)的測量探頭安裝在容器外壁上，屬于一種從罐外檢測液位的*非接觸檢測儀表。儀表測量探頭發(fā)射超聲波，并檢測其在容器壁中的余振信號，當(dāng)液體漫過探頭時，此余振信號的幅值會變小，這個改變被儀表檢測到后會輸出一個開關(guān)信號[4]。
 
1.2、外測式液位開關(guān)的優(yōu)點：
  與傳統(tǒng)的液位開關(guān)相比，外測式液位開關(guān)不與介質(zhì)接觸的測量方式，使其不受介質(zhì)的壓力、溫度和腐蝕性影響，在保證測量精度高的同時，不用在罐體上面開孔、不用動火、安裝費用低、維護方便，無需停止生產(chǎn)便可以安裝維護和使用，實現(xiàn)真正意義上的非接觸式測量控制。它的適用面很廣，可用于有劇毒的、強腐蝕性的、高壓等各種復(fù)雜工況，以及爆炸性氣體環(huán)境下的各種液體介質(zhì)測量。外測式液位開關(guān)利用聲波監(jiān)測容器內(nèi)液面的高度，實現(xiàn)高、低位報警功能，精度高，反應(yīng)靈敏；能夠自動校正，無需調(diào)整，同時，可將其輸出的繼電器信號接入DCS系統(tǒng)中，通過改變抽出泵啟動/停運的運行狀態(tài)，實現(xiàn)連鎖報警、自動控制功能。另外，外測式液位開關(guān)沒有可動部件。因此，幾乎可以做到無磨損，使用壽命也比較長。
 
1.3、外測式液位開關(guān)的缺點：
 目前外測式液位開關(guān)只適用于壁厚≤60mm，材質(zhì)為金屬、塑料、玻璃等密實材料的儲罐[4]，罐體材質(zhì)為非硬質(zhì)材料時并不適用。
 
2、外測式液位開關(guān)的應(yīng)用：
2.1、安裝：
 安裝測量探頭處的容器壁，要求用能夠良好傳遞振動的硬質(zhì)材料制成，若容器壁為多層材料，則層間應(yīng)緊密接觸，無氣泡或氣體夾層，內(nèi)外壁表面平整。不要將其它超聲波設(shè)備或電磁設(shè)備放在附近使用，以免設(shè)備互相干擾引起誤動作。

  本廠罐區(qū)待改造儲罐屬于鐵磁性儲罐，采用強磁鐵磁力吸附輔助固定即可，利用既有支架敷設(shè)線纜，安裝時無需停產(chǎn)，不用清罐，不用動火。本廠在增設(shè)低低液位開關(guān)自動聯(lián)鎖停泵的過程中應(yīng)用了外測式液位開關(guān)。
 液位開關(guān)的兩個探頭在罐壁上一定要水平排列，兩探頭之間應(yīng)避免焊縫等類似情況的存在，每個探頭位置也應(yīng)盡量遠(yuǎn)離焊縫。

圖2 低低報外測式液位開關(guān)安裝位置
  儲罐低液位報警的設(shè)定高度應(yīng)滿足泵不發(fā)生汽蝕的要求，外浮頂儲罐和內(nèi)浮頂儲罐的低液位報警設(shè)定高度（距罐底板）宜高于浮頂落底高度 0.2m 及以上[5]。
 
2.2、調(diào)試：
 對于某監(jiān)測點液位狀態(tài)有兩種：該點處無液體（液位低于監(jiān)測點）；該點處有液體（液位到達(dá)或高于監(jiān)測點）。調(diào)試設(shè)置即預(yù)先判斷和設(shè)置有液、無液兩種狀態(tài)，液位開關(guān)在調(diào)試設(shè)置中不能碰撞、移動，不能斷電。


圖3 液位控制器有液狀態(tài)
  儲罐設(shè)置低低報液位開關(guān)自動連鎖停止物料輸送泵，停泵信號由DCS控制室送至對應(yīng)配電室，相關(guān)所有機泵運行狀態(tài)引至DCS控制室。其對應(yīng)關(guān)系取成品10#罐區(qū)對應(yīng)表為例，做簡單介紹。如表1所示。
  儲罐設(shè)置超低液位自動聯(lián)鎖停泵的功能，需要增加各物料機泵的聯(lián)鎖停機功能。聯(lián)鎖停機信號由罐區(qū)儀表機柜間DCS系統(tǒng)提供，為常閉干接點信號，將各接點信號采用控制電纜引至各物料輸送泵電機電源所在配電室的配出回路，串入各回路的控制回路對應(yīng)配出回路作相應(yīng)改造。常閉接點打開，停電機，實現(xiàn)了低低液位開關(guān)自動聯(lián)鎖停泵的功能。

3、 結(jié)語：
 外測式液位開關(guān)在本廠改造罐區(qū)運行狀況良好，目前未出現(xiàn)任何問題。由于外測式液位開關(guān)具有諸多優(yōu)點，該裝置在罐區(qū)改造項目的應(yīng)用上越來越成熟，儲罐液位報警檢測的功能日益完善，測量精度愈來愈高，成功的罐區(qū)改造項目案例也越來越多。
 本廠老罐區(qū)改造后幾年的現(xiàn)場實際應(yīng)用表明，外測式液位開關(guān)安裝簡單、操作簡便、抗干擾性強、維護工作量小，安全性能高。外測式液位開關(guān)作為一種理想的非接觸式新型液位報警儀表，較好地實現(xiàn)了液位低低報警，既保證了儲罐液位的安全，又減少了維護工作量，消除了改造中罐區(qū)開口動火的安全隱患，可廣泛應(yīng)用于石油化工等行業(yè)惡劣環(huán)境下的液位報警場合的測量。