儲罐中的超稠油液位檢測設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

摘要：超稠油介質(zhì)具有獨(dú)特的物性，常溫下的粘度較高，其生產(chǎn)過程需要再較高溫度下進(jìn)行操作運(yùn)行。由于操作運(yùn)行溫度較高，且超稠油的密度與水接近，在液位測量方面需要針對實(shí)際，采取可靠、實(shí)用的測量方法。此方法的介質(zhì)液位檢測通常有微波法，射線法，射頻導(dǎo)納型，差壓式、雷達(dá)液位計等。

1、前言

   目前，儲罐中的超稠油液位的檢測方法有微波法，射線法，電容射頻導(dǎo)納型，差壓式，雷達(dá)液位計等。（這里為什么不談磁翻板液位計，那是因?yàn)榇欧�板液位計不太適合粘稠度較高的介質(zhì)）。射線法測量儀表價格較高，由于其測量原理是采用放射性涉嫌，在操作使用安全上還有一定的隱患；微波法測量儀表的價格相對較高，容易被“水霧”現(xiàn)象干擾（如雷達(dá)液位計，超聲波液位計），極易造成“假液位”現(xiàn)象，給生產(chǎn)操作帶來不便；電容射頻導(dǎo)納法測量儀表的價格也相對較高；而不受價格和生產(chǎn)條件影響的差壓式測量儀表更為合適超稠油生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用。

2、差壓式測量儀表的設(shè)計基準(zhǔn)

   差壓法測量液位原理是通過檢測液體在縱向二點(diǎn)不同高度的靜態(tài)壓力所形成的壓力差。工程上的差壓測量是通過檢測不見將其感應(yīng)到傳感膜片，繼而將機(jī)械動作轉(zhuǎn)換成電信號至儀器的放大元器件，形成電氣信號并就此傳輸，形成差壓式測量儀表。現(xiàn)今的差壓式測量儀表的測量準(zhǔn)確度（精度）通常不低于1.5級，甚至更高。

   精度分別為：1、基準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)；2、一等標(biāo)準(zhǔn)；3、二等標(biāo)準(zhǔn)。在功臣管生產(chǎn)中所采用的精度等級一般不低于一等標(biāo)準(zhǔn)即可滿足生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定。當(dāng)然，測量精度越高，工程的檢修參數(shù)顯示越精確，而特定的、工程要求的屬于計量級別的除外。對于站、廠內(nèi)的超稠油介質(zhì)生產(chǎn)，屬于非計量級別的工程生產(chǎn)運(yùn)行，液位檢測通常采用不低于二等標(biāo)準(zhǔn)的測量精度就可以滿足工程生產(chǎn)操作管理的需要。

  由于超稠油的物理特性比較特殊，所以超稠油的生產(chǎn)操作運(yùn)行溫度是在130-200度之間；另一個特俗物理特性是他的密度與水的密度很相近，根據(jù)縱向同高度液體所產(chǎn)生的靜態(tài)壓力相同的作用原理，由于超稠油的密度接近于水，所以所產(chǎn)生的液體靜壓大小比較接近。對于含水的超稠油的介質(zhì)來講，整個液體的密度沒有什么變化，容器中的超稠油液位檢測而采用差壓式測量作為設(shè)計的根本。

3、差壓式測量 儀表的設(shè)計方法

利用壓力作用于同高度所形成的壓強(qiáng)相同原理，作為超稠油介質(zhì)在儲油罐中的液位測量的基準(zhǔn)，測量方式見圖1。圖中“低位取壓點(diǎn)”是生產(chǎn)分離器所能承接生產(chǎn)需要的較低液位或以下，這是差壓式測量的基準(zhǔn)要求;“高位取壓點(diǎn)”是生產(chǎn)分離器所能承接生產(chǎn)需要的較高液位或以上，高位點(diǎn)是針對圖B而言，圖A和圖B的高位取壓位置不同，主要根據(jù)設(shè)備和工藝的實(shí)際情況來確定，圖A的取壓位置是三相分離器頂部有可以安裝的合適位置，不影響工藝專業(yè)和其它專業(yè)的安裝和操作，自身又有空間進(jìn)行安裝與維護(hù)。

    差壓式測量儀表的安裝方式有兩種:一種是帶導(dǎo)壓管連接的法蘭式，可以與設(shè)備上的預(yù)制法蘭加法蘭截止閥直接連接;另一種是具有螺紋連接孔，通過引壓管與設(shè)備上的預(yù)制壓力接頭加螺紋截止閥連接。
    采用差壓式測量生產(chǎn)分離器中超稠油(含水)的液位，由于存在著油、水密度上的差異，其密度差異帶來的測量精度影響為:產(chǎn)生的密度絕對誤差(1.036.3-1) =0.0363 (g/cm3)
    通常超稠油生產(chǎn)中三相分離器(或二相分離器器）的油水比為5:1(較大的含水量)，在這種工況下生產(chǎn)運(yùn)行，對于差壓式測量儀表而言，即使選用測量精度不是很高的精度為1.0級的測量儀表，由于密度差所形成的較大測量誤差為:
    相對誤差0. 0363/6 X 100%=0.605%
    由此看來:密度所產(chǎn)生的影響遠(yuǎn)低于儀表本身的測量誤差〔精度)，與1. 5級的測量精度相比，是完全可以的;對于站場級生產(chǎn)操作而言，絲毫不會影響工藝生產(chǎn)、設(shè)備運(yùn)行的操作要求。
    差壓式測量超稠油介質(zhì)在儲油罐中的液位，同其它種類的測量儀表相比，優(yōu)點(diǎn)在于:
      (1)不受“水霧”現(xiàn)象的影響;
      (2)可以適應(yīng)較高溫度的生產(chǎn)介質(zhì);
      (3)一次性投資較低，且維護(hù)很尋常。

4、應(yīng)用建議
    (1)儀表安裝要考慮環(huán)境溫度的影響。
      (2)低位取壓點(diǎn)一定要深入介質(zhì)的較低生產(chǎn)液位以下。
      (3)儀表的安裝位置要能適合方便操作與維護(hù)、維修，安裝后的遷移量要考慮。
      (4)儀表選取的量程不宜過大。