雷达液位仪在油品储罐液位计量上的推广应用original
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雷达液位仪在油品储罐液位计量上的推广应用
苏艳春
（中国石油哈尔滨石化分公司）
摘要
油品储罐是炼油厂存储原油和成品油的重要设备，储罐液位是油品集输工艺的重要参数之一。
采用人工检尺等接触式方法测量液位，存在种种弊端，非接触式雷达液位仪可以解决液位测量中误差大、不安全等问题。
本文结合我厂油罐测量从手工测量、静水压油罐液位仪、浮标尺测位仪到雷达液位仪的发展历程重点介绍了雷达液位仪的测量原理及技术特性，以及安装、调试、使用过程中存在和解决的一些问题。
关键词：油品储罐、雷达液位仪、液位检测
0 引言
随着石油工业的迅猛发展，油品储罐液位测量技术越来越受到人们的普遍关注。
近年来，由于计算机、光纤、超声波、伺服、雷达等高新技术的不断涌现，油罐自动液位计量已进入多功能、高精度的新阶段。
目前我厂共有油品储罐60具,存在着检测技术陈旧、检测误差大、维修调试困难等诸多问题。
一是人工检尺方法原始而又繁琐，尤其是在气候恶劣的条件下，给工人带来不安全因素；二是钢带液位计首次安装要求较高，机械磨擦影响计量精度，还存在着液位突然移动跟踪不及时，冬季重油罐易出现冻凝等问题；三是称重式计量仪表，这种仪表工作时必须向罐内吹气，可使轻油挥发，造成油品损失，并污染空气，另外，引气管堵塞和泄露都影响检测效果。
非接触式仪表—雷达液位计在我厂的推广使用解决了油品储罐液位检测中存在的问题。
1 系统原理及特点
1.1 工作原理
微波是以光速c传播的高速电磁波，当发射的电磁波碰到介质液面时就会反射回来，雷达通过测量发射波与反射波之间的延时t来确定天线与反射面之间的距离（空高h）。
T=2h/c。
（c=300000km/s）光速c不受介质环境的影响，传播速度是稳定的，当测得延迟时间t就可
获得h。
雷达系统不断地发射线性调频信号（即频率与时间成线性关系的信号），可以得到发射信号频率与反身信号频率之间的差频，差频正比于延迟时间t，也即正比于空高h。
差频信号经过数据处理，就可获得高空值h，罐高值与空高值之差就是液位值。
1.2 特点
1.2.1 可靠性高。
非接触测量，无活动部件，因而可靠性高。
1.2.2 计量精度高。
测量精度不受介质温度、压力及介电常数等变化的影响。
1.2.3应用范围广。
可运用于各种油品储罐，尤其运用于高精度、易结晶及高温高压的
介质。
1.2.4数字输出技术。
具有RS-232、RS-485标准接口，现场与控制室之间采用数字传输，可以克服模拟信号传输带来的误差。
1.2.5体积小、重量轻，安装便捷、维护简单。
1.2.6有故障自诊断和提示功能。
1.3选型及安装
1.3.1选型。
通过考察，我们选用了瑞典SAAB公司生产的RTG29系列雷达液位计。
RTG29系列雷达液位计按照天线形状（天线的外形决定微波的聚集和灵敏度）分为波导管型和喇叭型两种。
一般拱顶罐采用喇叭口安装，浮顶罐采用波导管安装。
1.3.2安装。
①喇叭口天线的下端必须低于罐顶20mm以上，法兰对水平面的误差应小于±0.5°,喇叭天线的中轴线应保证与液面垂直，且距罐壁的最小安装距离不能小于0.15H（H为罐高）。
（如图2）
②波导管安装法兰对水平面的误差应小于±1°，波导管的中轴线必须与液面保持垂直；
为避免冲击，波导管的安装位置应远离进出料口。
（如图3）
2 应用情况及效果
2.1应用情况：自2000年以来，我们在原油末站两座50000M3 的原油储罐上安装了两台，至今，先后又在柴油液态烃罐上安装了6台雷达液位仪，运行状况良好。
2.2应用效果分析：为了考核雷达液位计的技术性能，我们于2000年6月10日至7月30日，在原油罐区做了人工量油与液位仪自动量油对比测试，效果良好。
①最大误差为2mm，运行稳定。
②仪表能准确地反映各罐原油生产动态、站内储油情况，满足了原油动态计量、数据传输的要求。
③方便管理和操作运行。
2.3存在的问题与改进措施：
2.3.1波导管附着物对测量的影响。
由于设计上的缺陷，我厂原油罐采样口利用了雷达液位仪的波导管，采样过程造成一定量的原油积聚在波导管上，引起测量误差。
针对这一问题，我们在浮盘导向管进行开孔后，将其改造成了新的采样口，解决了这一问题。
2.3.2电源对测量的影响。
由于电网压力波动较大，对一、二次仪表供电影响较大，影响了雷达液位计的正常工作。
针对这一问题，我们增设了一套稳压装置，保证了一、二次仪表的供电正常。
2.3.3传输波导管引起的测量误差。
波导管一般离罐底200-300mm左右，应为一整根，若需加长，必须采用外夹套焊接方法，不能对焊。
波导管内壁绝不能有焊缝及毛刺存在，否则会影响测量精度。
2.3.4罐内液体反射面以上组分构成及特性对测量误差的影响。
①利用雷达系统进行液位测量，必须保证一部分反射波从物位表面反射回去。
若液体物位表面存在一层气泡，反射信号的能量很小，将引起测量误差，如图4所示。
消除的方法是
加传输波导管。
②液化气罐的测量由于其饱和蒸汽压低，气相浓度大，对测量精度产生较大影响。
消除的方法是进行智能补偿。
3 经济效益和社会效益
3.1该液位计仪表结构合理，性能良好，计量准确，稳定性好，实现了对油品储罐的全天候计量和监督。
3.2该液位计的推广应用，较好地解决了我厂原油进厂的盈亏计量及成品油出厂的损耗管理。
通过原油的准确计量，2001年曾及时发现3起在原油管线上栽阀偷油案件，并采取措施，使其及时被杜绝，产生了较好的经济效益和社会效益。
3.3该液位计和推广使用，充实了我厂局域网数据，为生产管理自动化打下基础。
目前我公司计量数据90%已实现了网上采集和传输。
3.4该液位计的应用，减少了对人工操作的依赖，取消了操作工每两小时上罐量油一次
的作业，极大地减轻了岗位工人的劳动强度，提高了劳动效率。
3.5该液位计的使用，杜绝了在炎热、雷雨、冬雪等恶劣环境条件下，人工检尺的不安全因素。
4 结论
雷达液位计的推广应用，实现了由接触式测量到非接触性测量的转变，综合测量精度提高到了±1mm。
在企业面临入世挑战、深入挖潜增效的今天是油品储罐液位计量的首选仪表。
