應(yīng)用案例

聯(lián)系我們

深圳計為自動化技術(shù)有限公司

地址：深圳市龍崗區(qū)橫崗街道龍崗大道3162號寶麗商務(wù)樓5樓

電話：0755-28407683

化工行業(yè)

音叉液位開關(guān)在原油儲罐液位測量中的應(yīng)用

　　原油儲罐作為煉油化工重要的儲存單元在石油化工行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)化學(xué)品罐區(qū)安全管理的通知》（安監(jiān)總管三〔2014〕86號）規(guī)范要求，油罐除應(yīng)安裝液位連續(xù)測量儀表如雷達(dá)液位計、差壓變送器等外，罐壁外側(cè)還應(yīng)安裝液位開關(guān)作高低液位報警。
　　以原油管道輸油站的儲罐區(qū)內(nèi)的油罐為例，每座油罐罐壁外側(cè)安裝2個液位開關(guān)，分別用于檢測油罐高高和低低液位，同時參與儲油罐聯(lián)鎖保護(hù)，與進(jìn)出油罐管道上的電動閥門構(gòu)成聯(lián)鎖功能。當(dāng)管道油品進(jìn)入油罐并且到達(dá)液位高高報警時，聯(lián)鎖關(guān)閉進(jìn)油罐管道上的電動閘閥。當(dāng)管道原油流出油罐并且到達(dá)液位低低報警時，聯(lián)鎖關(guān)閉出油罐管道上的電動閘閥。
　　一、原油儲罐液位測量的工況要求
　　易燃易爆和粘附性是原油的典型特點，因此在液位開關(guān)的選用上，首先要滿足防爆資質(zhì)，其次應(yīng)具有一定的抗粘附性能。為了避免發(fā)生液位到了報警點位置，液位開關(guān)無動作或誤動作從而增加原油儲罐泄漏和抽癟的風(fēng)險，儀表的高可靠性是對用于原油液位測量液位開關(guān)的基本要求。
　　二、各種不同液位開關(guān)的優(yōu)劣對比
　　液位開關(guān)種類眾多，較為常用的有浮球液位開關(guān)、電容式液位開關(guān)、外貼式液位開關(guān)以及音叉液位開關(guān)，下面就這幾種常見液位開關(guān)的原理和優(yōu)缺點對比如下：

常見液位開關(guān)對比表

儀表名稱	測量原理	優(yōu)缺點	防爆	價格
浮球液位開關(guān)	利用浮球液位開關(guān)的磁性浮子隨液位升或降，使傳感器檢測管內(nèi)設(shè)定位置的干簧管芯片動作，發(fā)出接點開（關(guān)）轉(zhuǎn)換信號。	結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，容易出現(xiàn)浮球卡頓現(xiàn)象。	滿足隔爆要求。	低
電容式液位開關(guān)	電容物位測量原理基于電容器的電容變化量工作。探頭和罐壁形成電容器，電容值取決于罐體內(nèi)的介質(zhì)體積：空罐的電容值較小，滿罐的電容值較大。通過檢測這一物理量的變化儀表輸出開關(guān)信號。	防輕微掛料，耐腐蝕能力強(qiáng)，校準(zhǔn)困難、精度差。	滿足隔爆、本安防爆要求。	適中
音叉液位開關(guān)	采用壓電器件實現(xiàn)叉體的振動驅(qū)動與檢測。當(dāng)叉體與被測液體接觸時，叉體的諧振頻率明顯降低，振動頻率的變化直接反應(yīng)在壓電檢測器件的輸出信號上，檢測電路對頻率的變化進(jìn)行判別并輸出一個開關(guān)信號。	不受介質(zhì)屬性影響，安裝簡單，無需標(biāo)定即可使用，無磨損和損耗，免維護(hù)，具有一定的防粘附保護(hù)。	滿足隔爆、本安防爆要求。	適中
外貼液位開關(guān)	采用“變頻超聲波技術(shù)”實現(xiàn)非接觸式液位測量，儀表探頭發(fā)射超聲波，并檢測其在容器壁中的余振信號，當(dāng)液體液位上升到探頭區(qū)域時，余振信號的幅值變小，并轉(zhuǎn)變成一個開關(guān)信號。	無需工廠停車清罐，不影響生產(chǎn)，安裝要求高，參數(shù)丟失引起誤報。	滿足隔爆、本安防爆要求。	高

　　從上面各液位開關(guān)的對比可以看出，由于原油的粘度高，使用浮球液位開關(guān)極易致浮球卡頓失效，其在自動化過程控制領(lǐng)域偏向于低值易耗品。同樣掛料問題也會在電容式液位開關(guān)上出現(xiàn)反復(fù)，加上其需要根據(jù)特定的介電常數(shù)去調(diào)節(jié)儀表的靈敏度，調(diào)校困難、精度較差。相較接觸式液位開關(guān)，采用非接觸的外貼式液位開關(guān)可以避免上述問題，但是在液面波動較大的情況下，回波信號易受干擾加上價格較為昂貴，未有很好的應(yīng)用效果。音叉液位開關(guān)采用整體化的結(jié)構(gòu)，設(shè)計上沒有活動部件，不會出現(xiàn)類似浮球液位開關(guān)卡頓的情況，并且不受液面波動以及介質(zhì)的介電常數(shù)影響，無需額外標(biāo)定，即裝即用。

　　三、音叉液位開關(guān)的選型與應(yīng)用
　　相比浮球液位開關(guān)和電容式液位開關(guān)，音叉液位開關(guān)的抗粘附能力較強(qiáng)。但是不少用戶對音叉液位開關(guān)抗粘附能力到底有多強(qiáng)提出過疑問，例如新疆某石油單位在咨詢時就曾反饋，其在使用國內(nèi)某廠家的音叉液位開關(guān)測量原油儲罐液位時，就發(fā)生過掛料誤報警的情況。
　　經(jīng)與用戶溝通確認(rèn)，其使用的音叉開關(guān)是目前國內(nèi)大多數(shù)廠家普遍采用的固液通測的音叉開關(guān)，叉體結(jié)構(gòu)設(shè)計長度一般在100mm左右，通過犧牲某些參數(shù)來達(dá)到固液兩測的效果。但由于其叉體未經(jīng)過精密調(diào)諧，完全靠壓電陶瓷驅(qū)動，一方面功耗較大、安全性低，另一方面在輕微掛料的情況下無法再次啟振，進(jìn)而輸出錯誤的報警信號。
　　與國內(nèi)大多數(shù)音叉液位開關(guān)不同的是，計為Ring-11音叉液位開關(guān)的叉體長僅40mm，經(jīng)過精密調(diào)諧的兩個叉體振動特性完全對稱，實現(xiàn)完全共振，可測介質(zhì)密度低至0.5g/cm3，能提供高于同行標(biāo)準(zhǔn)的抗粘附保護(hù)。與此同時，計為Ring-11音叉液位開關(guān)滿足多種防爆要求（隔爆：Ex d IIC T6 Gb、本安防爆：Ex ia IIC T6 Ga），安全可靠，非常適合在石油化工行業(yè)應(yīng)用，是石油、石化領(lǐng)域液位控制的信賴之選。計為Ring-11音叉液位開關(guān)在新疆某石化單位一期技改項目批量應(yīng)用至今，設(shè)備運(yùn)行良好，深受用戶好評。

TAGS : 音叉液位開關(guān)