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    球罐液位計及切斷閥的選型要點及安裝技術要求

    發表時間:2017-02-11   點擊次數:911 技術支柱:1560-1403-222
    一、引言
    球罐為一種大容量、承壓的球形儲存容器,廣泛應用于石油、化工、冶金等部門,它能够用來作為液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及丙烷、丙烯、丁烯等低沸點石油化工原料和產品的密閉儲存。針對罐區的危險性,國家安全生產監督管理總局發布了Q3036-2010「危險化學品重大危險源罐區現場安好監控裝備設置規范」,以進一步規范罐區的安好監控裝備。罐區的監控預警參數主要包孕罐內介質的液位、溫度、壓力等,罐區內可燃/有毒氣體的濃度、明火以及氣象參數、音視頻信號等萬’〕。在此剖析為重要的液位檢測及控制。因为球罐的帶壓性,使普通單法蘭液位計不能勝任。雙法蘭液位變送器雖然經濟且簡便實用,但出于安全性與安裝方面的考慮,對于少许大型的球罐不適用。于是,較常用的有雷達液位計、伺服液位計、磁致伸縮液位計等。

    雷達液位計

    1.1雷達液位計
    雷達液位計是一種、精度較高的液位檢測儀表。它根據雷達波從發射反射接收的時間來測量雷達與液面間的距離,從而求得液位,測量精度不受介質密度、溫度、壓力的影響,安裝、調試簡單,需輸入組態數據利用。從結構上,雷達液位計總體分為非接觸式和接觸式兩大類。非接觸式雷達液位計包孕喇叭口天線型、棒式天線型、拋物面天線等;接觸式雷達「統稱導波雷達」液位計包括桿式和纜式液位計,此中分為單桿式、單纜式、雙桿式、雙纜式、同軸式。
    区别系列、型號的雷達液位計適用于分歧的工況,除了不能用于有泡沫、懸浮物介質的液位檢測外,幾乎適用于其它满堂球罐液位的測量。但實際應用中有幾點值得注意。
    「 1」為了保證測量精度及對于有攪拌的工況,喇叭口型雷達液位計、導波雷達液位計需安裝導波管,并應能抵抗所測介質的腐蝕,需在其上對稱開兩排不導波管管徑1/l0的孔。導波管內壁和流通孔滑润無毛刺,安裝時,需有的垂直度,法蘭面水平度需小于l°
    「2」對于易揮發、冷凝的介質,利用棒式天線、拋物面天線等雷達液位計時,介質有可以附著在雷達液位計上,導致其發出和接收的雷達信號失真,液位測量不準,于是這種工況下選擇棒式天線、拋物面天線等雷達液位計時需對其進行伴熱或吹掃。
    「3」對于接觸式雷達液位計,其測量介質的介電常數和粘度很重要,若介質的介電常數較小或粘度高,不建議采取接觸式雷達液位計。

    1.2磁致伸縮液位計
    磁致伸縮液位計是连年來球罐常用的液位測量儀表,其檢測系統的核心是磁致伸縮傳感器。磁致伸縮傳感器的核心敏感元件「磁致伸縮線」具有應變值高、電「磁」機械波轉換才能強的特點,能微小的磁場向量變化轉變為機械波。磁致伸縮傳感器由不銹鋼桿「纜」和浮球「或磁環」組成。當電子部件中脈沖發生器產生的電脈沖沿磁致伸縮線傳遞時,電脈沖電流同時伴隨產生一個垂直于磁致伸縮線的環形磁場,并以光速沿磁致伸縮線傳遞。當這個磁場與浮子「磁環」磁場相遇時,產生一個“返回”脈沖「或稱
    “波導扭曲脈沖”」。敏感元件探測返回脈沖后,電脈沖與返回脈沖的時間差轉換成脈沖信號,計算出浮子的實際地点,從而確定被測液位。
    磁致伸縮液位計不僅精度高、維護量小,而且能用于兩種液體間的界位測量,安裝在連通管上時可與山猫直播配套利用。但其有以下缺點。
    「1」因為是接觸式測量儀表,故只能用于清潔的粘度不高的液體。
    「2」桿式傳感器因制作與運輸問題,一般不能滿足大型球罐液位測量的要求,對此只能用纜式傳感器。纜式磁致伸縮液位計可直接安裝,但為了保證精確度,可加裝導向管或采取外浮筒型,不論选择哪種地势,安裝時要拉直傳感器。

    1.3伺服液位計
    伺服液位計基于力均衡道理,由微伺服電機驅動體積小的浮子,使其能精確的進行液位或界面測量。浮子用測量鋼絲懸掛在儀表外殼內,而測量鋼絲纏繞在精密加工過的外輪鼓上,外磁鐵被固定在外輪鼓內,并與固定在內輪鼓內磁鐵鍋合在一起。當液位計工作時,浮子作用于細鋼絲上的重力在外輪鼓的磁鐵上產生力矩,從而引起磁通量變化,輪鼓組件間的磁通量變化導致內磁鐵上的電磁傳感器「霍爾元件」的輸出電壓信號發生變化。被測介質液位變化時會使浮子场所發生改變,其結果是磁鍋力矩被改變,使得帶有溫度補償的霍爾元件的輸出電壓發生變化。該電壓值與液位計CPU中的參考電壓的差值驅動伺服電機轉動,帶動浮子上下移動从新達到均衡點,當浮子達到均衡點時,差值為零,進而可通過測量外輪鼓的旋轉角度計算得到液位的高度值。整個系統構成一個閉環反饋回路,精確度可達士lmmo
    伺服液位計用于球罐時不僅測試精確、調試方便,并且能帶壓拆卸,這也是與其它在罐體開口的液位計相比突出的優點。安裝帶檢修腔的伺服液位計時,在設備法蘭口處安裝根部閥「根部閥公稱直徑與檢修腔直徑相等」,當帶壓檢修或拆卸時,使用伺服電機把浮子放至球閥以上的檢修觀察腔,關閉球閥,實現液位計與球罐的隔離。伺服液位計的選型和安裝應注意以下幾點。
    「1」為保證測量的平穩性和準確性,加導向管。該導向管需與雷達液位計的導波管基木,但其下部應有柵網,以防范浮子漏出。
    「2」設計導向管時可適當加大其管徑,以防發生浮子卡掛情況。
    「3」因伺服液位計是接觸式檢測儀表,故測量介質對其浮子或鋼絲有腐蝕性時,應選擇别的類型的液位計。

    二、切斷閥的選型
    為確保球罐內液位高度不超過平安液位并防备在低液位時抽闲,球罐液位通過以上想法檢測后,4-}-zom八信號送入集散控制系統「DCS」或緊急停車系統「ESD」。為兼顧系統的安全性和可用性,傳感器选择三取二冗余,通過系統組態,當3個傳感器中的二個液位達到設定的高高液位時,打開備用球罐的進口切斷閥,并關閉此球罐的進口切斷閥;同理,當3個傳感器中的二個液位達到設定的低低液位時,停抽料泵并切斷球罐的出口切斷閥。因而為了保證罐區的安好液位,切斷閥的選型和控制尤其重要。
    切斷閥常用的有球閥、蝶閥等,但蝶閥运用壓力和工作溫度范圍較小且密封性較差,故一般選用球閥。在有條件的情況下優選氣動執行機構,這是因為電動執行器動作時間較長,不能滿足緊遑急斷要求。常用的角行程氣動執行機構分為單作用氣缸和雙功用氣缸。單作用氣缸在故障狀況下通過彈簧進行復位,實現故障開或故障關功能,但彈簧會抵消一部分輸效劳,而且會添加氣缸的長度和重量。雙功用氣缸適用于大口徑閥門或要求執行機構推力大的場合,其閥開與閥關需要壓縮空氣的推力來執行,說,該氣動執行器在不加其余輔助設備的情況下,在失氣時會保持在某一地方。
    因氣動切斷閥的驅動為壓縮空氣,故對氣動切斷閥的控制即是對壓縮空氣氣路的控制。控制氣路主要的元件是電磁閥,輔助元件有保位閥、氣控閥、氣源儲罐等。
    單功用氣缸一般配用單電控兩位三通電磁閥,它有一個進氣孔「接進氣氣源」、1個出氣孔「供应給執行機構的進氣口」、1個排氣孔。常閉型單電控電磁閥沒通電時,進氣孔與出氣孔間欠亨,出氣孔與排氣孔間是通的,即進氣氣源沒有送入執行機構,氣路是斷的;常開型單電控電磁閥恰巧相反。雙功用氣缸一般配用雙電控兩位五通電磁閥,它具有一個進氣孔「接進氣氣源」、1個正動作出氣孔和一個反動作出氣孔「為提供給執行機構的一正一反動作的進氣口」、1個正動作排氣孔和一個反動作排氣孔。在运用過程中給常閉的兩位五通電磁閥作用線圈通電作用氣路接通,給反作用線圈通電則反作用氣路接通,兩個線圈間做互鎖控制。根據文獻[3口,安全儀表系統中的電磁閥應采用長期帶電型,對于電磁閥帶電引起的易老化及壽命短問題,可采用低功耗電磁閥且并聯冗余配置,這樣某個電磁閥故障或欠亨電不影響緊火急斷閥的地方。但因為如许,閥門的地方不能通過路程開關體現在控制系統上,電磁閥的好壞需在巡檢時檢查其是否發熱判斷,若發熱且非發燙,可確定此電磁閥處于工作狀態。
    根據工藝要求,氣動切斷閥有時不能實現遠程控制,在事变狀態或檢修時還能實現地手動控制。現以氣開型單功用氣缸「即氣源故障時氣缸內彈簧復位使切斷閥關閉」為例,簡述怎么實現電磁閥斷電聯鎖「帶電」的切斷閥的兩地控制。從控制系統來的控制開關量「閉點且帶電源」先串聯現場控制開關「閉點」再串聯電磁閥,這樣,在突發異常情況時,不論是控制系統開關量斷開,還是現場控制開關斷開,能使切斷閥關閉。但是,在控制系統变乱狀態「即控制系統斷開」下,現場開關將起不到開關切斷閥的功用,故需在控制系統開關量處并聯現場旁路聯鎖開關。此聯鎖開關在開車或檢修時需根據實際情況確定其狀態,别的情況下為打開狀態,即保證控制系統的開關量能起到控制作用,這樣才能實現切斷閥的兩地控制。

    三、結束語
    球罐區液位的檢測和控制關系到整個工廠的生產安详,若液位危險狀況處理不及時,會危及財產、人身安全。木文根據儀表選型設計經驗,從液位計的選型、切斷閥的選型及控制等方面進行了討論,給相關部門人員供给參考。

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