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外測式液位計開關在老罐區改造中的解決方案


文章日期:2017-08-06|閱讀數:


摘 要:高低液位報警在老罐區改造過程中,普遍存在罐體開孔困難,清罐耗費工時長等問題。外測式液位開關安裝于被測罐體外壁,與傳統液位開關相比,不與被測液體介質接觸,抗干擾能力強;不用動火、開孔,故無需停止生產、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測報警,及聯鎖控制隱患整改的過程中,應用外測式液位開關解決這些問題的成功案例。
Application of External Level Switch in the Reconstruction of
 
the Old Tank Farm
 
Wang Huaibin, Zhang Hao
 
(Yongping Refinery of Shanxi Yanchang Petroleum (Group) Co., Ltd., Shanxi, Yan'an ,717208,China)
 
Abstract:In the process of rebuilding the old tank farm, there are many problems, such as the difficulty in opening pores of tank,the long-tank-cleaning time and so on.Compared with the traditional liquid level switch,the external level switch is installed on the external wall of the tank body measured.It has a strong anti-interference ability thanks to no contacting with the tested liquid medium.It is able to install and function without shutdown or cleaning the tank because welding and opening pores are not required anymore.The Installation and maintenance are convenient and safe.It is an ideal measuring method in liquid level measurement. This paper describes the case that the application of external level switch successfully solves these problems in the rectification process of hidden trouble in level alarm monitoring and interlock control of the tank farm in Yongping Refinery.
 
Key words:external level switch;monitoring alarm;interlock control;application


0、引言:
   儲罐應設置液位監測器,應具備高低液位報警功能;大型(5000m3以上)可燃液體儲罐、400m3以上的危險化學品壓力儲罐應另設高高液位監測報警及聯鎖控制系統[1]。應規范要求[2],結合永坪煉油廠實際情況,本廠對油氣儲運車間渣油罐區、油品調和車間汽柴油罐區進行了升級改造。
  為進一步完善化學品罐區監測監控設施,根據規范要求設置儲罐高低液位報警,采用超高液位自動聯鎖關閉儲罐進料閥門和超低液位自動聯鎖停止物料輸出設施[3]。在增設低低液位開關自動聯鎖停泵的過程中,遇到了兩個問題。
  首先,老罐區輕質油罐體使用的雷達液位計,測量方式單一,不能滿足文件中關于報警及聯鎖控制系統的要求,在老罐區改造過程中需要加裝液位開關報警裝置,傳輸繼電器信號給核心控制系統形成聯鎖。
  其次,在老罐區加裝液位開關時,傳統的侵入式、浮力式、壓力式、電容式、音叉式液位開關,與介質接觸需要開孔,油品罐區老罐開孔困難,清罐耗費工時長,而且有發生泄漏的可能,既不經濟,也不安全。
 
1、外測式液位開關的原理和優缺點:
1.1、外測式液位開關的工作原理:
  外測式液位開關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完全非接觸檢測儀表。儀表測量探頭發射超聲波,并檢測其在容器壁中的余振信號,當液體漫過探頭時,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信號[4]。
 
1.2、外測式液位開關的優點:
  與傳統的液位開關相比,外測式液位開關不與介質接觸的測量方式,使其不受介質的壓力、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,無需停止生產便可以安裝維護和使用,實現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、高壓等各種復雜工況,以及爆炸性氣體環境下的各種液體介質測量。外測式液位開關利用聲波監測容器內液面的高度,實現高、低位報警功能,精度高,反應靈敏;能夠自動校正,無需調整,同時,可將其輸出的繼電器信號接入DCS系統中,通過改變抽出泵啟動/停運的運行狀態,實現連鎖報警、自動控制功能。另外,外測式液位開關沒有可動部件。因此,幾乎可以做到無磨損,使用壽命也比較長。
 
1.3、外測式液位開關的缺點:
 目前外測式液位開關只適用于壁厚≤60mm,材質為金屬、塑料、玻璃等密實材料的儲罐[4],罐體材質為非硬質材料時并不適用。
 
2、外測式液位開關的應用:
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材料制成,若容器壁為多層材料,則層間應緊密接觸,無氣泡或氣體夾層,內外壁表面平整。不要將其它超聲波設備或電磁設備放在附近使用,以免設備互相干擾引起誤動作。
圖1 液位開關探頭安裝
  本廠罐區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,利用既有支架敷設線纜,安裝時無需停產,不用清罐,不用動火。本廠在增設低低液位開關自動聯鎖停泵的過程中應用了外測式液位開關。
 液位開關的兩個探頭在罐壁上一定要水平排列,兩探頭之間應避免焊縫等類似情況的存在,每個探頭位置也應盡量遠離焊縫。
圖2 低低報外測式液位開關安裝位置
圖2 低低報外測式液位開關安裝位置
  儲罐低液位報警的設定高度應滿足泵不發生汽蝕的要求,外浮頂儲罐和內浮頂儲罐的低液位報警設定高度(距罐底板)宜高于浮頂落底高度 0.2m 及以上[5]。
 
2.2、調試:
 對于某監測點液位狀態有兩種:該點處無液體(液位低于監測點);該點處有液體(液位到達或高于監測點)。調試設置即預先判斷和設置有液、無液兩種狀態,液位開關在調試設置中不能碰撞、移動,不能斷電。
圖3 液位控制器有液狀態

圖3 液位控制器有液狀態
  儲罐設置低低報液位開關自動連鎖停止物料輸送泵,停泵信號由DCS控制室送至對應配電室,相關所有機泵運行狀態引至DCS控制室。其對應關系取成品10#罐區對應表為例,做簡單介紹。如表1所示。
  儲罐設置超低液位自動聯鎖停泵的功能,需要增加各物料機泵的聯鎖停機功能。聯鎖停機信號由罐區儀表機柜間DCS系統提供,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配出回路作相應改造。常閉接點打開,停電機,實現了低低液位開關自動聯鎖停泵的功能。

    表1 超低液位自動聯鎖對應關系表  
    Table 1 Relation of automatic interlocking of ultra-low liquid level  
         
序號 罐號 對應機泵 機泵對應配電室 儲罐超低液位開關對應機柜間
         
1 G10-1# PA-1, PA-4, PA-5, PD-3, PD-4 窯坪成品車間配電室 窯坪成品車間控制室
    PA-1, PA-3, PA-4, PA-5    
2 G10-2# 0302-2-P-6/A 窯坪成品車間配電室 窯坪成品車間控制室
    0302-2-P-6/B    
    PA-1, PA-4, PA-5    
3 G10-3# 0302-2-P-6/A, 0302-2-P-6/B 窯坪成品車間配電室 窯坪成品車間控制室
    P-201/1, P-201/2, P-401/1, P-401/2    
    PA-1, PA-2, PA-4, PA-5    
4 G10-4# 0302-2-P-6/A, 0302-2-P-6/B 窯坪成品車間配電室 窯坪成品車間控制室
    P-201/1, P-201/2, P-401/1, P-401/2    
    PA-1, PA-3, PA-4, PA-5    
5 G10-5# 0302-2-P-6/A, 0302-2-P-6/B 窯坪成品車間配電室 窯坪成品車間控制室
    P-201/1, P-201/2, P-401/1, P-401/2    
    PA-1, PA-2, PA-3, PA-4, PA-5    
6 G10-6# 0302-2-P-6/A, 0302-2-P-6/B 窯坪成品車間配電室 窯坪成品車間控制室
    P-201/1, P-201/2, P-401/1, P-401/2    
    PA-8, PA-9    
7 G10-7# P-201/1, P-201/2 窯坪成品車間配電室 窯坪成品車間控制室
    P-401/1, P-401/2    
    PA-8, PA-9    
8 G10-8# P-201/1, P-201/2 窯坪成品車間配電室 窯坪成品車間控制室
    P-401/1, P-401/2    


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


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