摘 要：罐区作为石油化工装置中的关键单元之一，罐区的安全稳定直接影响整个化工厂的安全和生产效率。液位仪表是罐区工艺参数#重要的监测仪表，液位仪表对化工生产装置有着承上启下的作用，保证整个化工装置连续稳定运行。近年来随着化学工业和自动化科学的迅速发展，液位测量仪表也向高精度、高稳定性、高可靠性等方向发展。罐区液位检测从检测方式上分为接触式和非接触式两大类。差压式液位计为接触式，雷达液位计为非接触式。差压式液位计和雷达液位计双液位计作为两种不同测量原理、不同检测方式的液位计，适用于易燃易爆、有毒性或强腐蚀性等介质罐区液位的测量。
引言
由于化工罐区存储的化工产物数量大、种类多，且多为爆炸危险性介质。罐区液位仪表可以及时反应罐区的运行状况，与全厂的安全息息相关。对于罐区液位仪表来说，其主要作用是完成对罐区储罐内液位的精que检测与控制。根据不同工艺参数的储罐和不同介质的特点，选择安全性高、稳定性高的液位计就显得非常必要了 [1] 。本文主要介绍了差压式液位计和雷达液位计在罐区液位测量中的选择和应用。
1 差压式液位计
在罐区液位测量中，差压式液位计主要包括：单法兰差压液位计和双法兰差压液位计。单法兰差压液位计主要适用于测量常压储罐；双法兰差压液位计主要适用于测量压力储罐。差压式液位计可对罐区储罐液位进行的精度测量，主要包括平法兰和插入式法兰两种。一般介质可选用平法兰，对于易堵、黏稠、易结晶介质的差压式液位计优先选用插入式膜片密封法兰压力变送器 [2] 。
1.1 单法兰差压液位计
1.1.1 单法兰差压液位计测量原理
单法兰差压液位计是根据被测液体的压差与压力容器内工艺液体高度的计算公式 ΔP=ρgH（式中ΔP 为差压变送器测量值；ρ 为介质密度；g 为重力加速度）。在已知密度的情况下计算得来的液位高度 H。由于储罐为常压储罐，单法兰液位计测量出来的储罐底部压力值即为储罐的差压值。由底部压力膜片产生的压力信号经变送器转换成 4~20 mA 模拟量信号输出传送至控制系统，并在变送器液晶数字表头显示被测储罐的差压值和液位值。储罐内的液位发生改变时，差压变送器的差压值和液位值也将随之改变。
1.1.2 单法兰差压液位计特点
单法兰差压液位计安装简单方便，安装时仅需与设备口的根部阀连接，便于操作人员在现场巡查和检修。对于常压储罐，单法兰差压液位计是#佳的液位测量仪表。由于膜片从设备法兰口将储罐内的工艺液体隔离开来，可以减少工艺储罐内液体的泄露，同时也能减少现场对液位仪表的隔热和伴热工作。
1.1.3 单法兰差压液位计的选择要求
单法兰差压液位计在选择时需要注意：单法兰差压液位计是在介质密度已知的情况下，ΔP=ρgH（式中ΔP 为差压变送器测量值；ρ 为介质密度；g 为重力加速度）差压变送器测量值与液位高度 H 成正比，如果介质密度变化比较大的情况下，差压液位计的测量精度会很受到很大影响。设备接口法兰尺寸宜选择DN50 或 DN80，选择#大直径膜片能#大程度地发挥其性能。对于储罐内介质密度变化交大的情况下，不宜选用单法兰差压液位计 [3] 。
对于易结晶或易堵介质的储罐，单法兰差压液位计宜选择插入式膜片测量液位，插入深度不应超过设备内壁，设备法兰口不应设根部阀。选择插入式膜片时，应注意选择插入式膜片的外径必须小于设备口外伸管的内径，否则可能导致现场无法安装或安装困难。
1.1.4 单法兰差压液位计的应用
单法兰差压液位计适用于与大气连通的储罐应用，不适用于真空储罐。单法兰差压液位计适用于易燃、易爆或有腐蚀性液体的常压容器，也适用于带搅拌器等常压容器。由于其精度高，安装方便，后期维护简单，因此被普遍应用于石油化工装置中压力容器的液位测量。
1.2 双法兰差压液位计
1.2.1 双法兰差压液位计测量原理
双法兰差压液位计是根据被测液体的压差与压力容器内工艺液体高度的计算公式 ΔP=ρgH。在已知密度的情况下计算得来的。由上下两个膜片产生的差压信号经变送器转换成 4~20 mA 模拟量信号输出传送至控制系统，并在变送器液晶数字表头显示差压值和液位值。
双法兰差压液位变送器包括上下两个法兰，两个法兰通过毛细管与变送器连接。上部法兰和储罐上部气相空间相通，下部法兰和储罐下部液相空间相通。上下法兰口的压力使其对应的膜片产生变形从而推动毛细管内的硅油，间接通过硅油将设备液相与气相压力口传递到差压变送器本体上。
1.2.2 双法兰差压液位计特点
由于设备口的压力是通过膜片及毛细管传递至差压变送器，这样可以使设备内的强酸、强碱等腐蚀性介质与差压变送器直接接触。双法兰差压变送器从选型上解决了由于工艺物料的结冻、冷凝等问题带来的长期能耗及现场仪表伴热维护工作量大，减少了工艺介质的泄露。差压变送器由于采用毛细管连接使得变送器可以灵活安装在操作人员便于观察，不影响通行的位置 [4] 。
1.2.3 双法兰差压液位计的选择要求
双法兰差压液位计在选择时需要注意：双法兰差压液位计是在介质密度已知的情况下，ΔP=ρgH 差压变送器测量值与液位高度 H 成正比，如果介质密度变化比较大的情况下，差压液位计的测量精度会很受到很大影响。设备气相与液相法兰口间距不宜大于1 m，正负压侧毛细管长度不宜超过 15 m。设备接口法兰尺寸宜选择 DN50 或 DN80，选择#大直径膜片与具有#小内径的#短毛细管，能#大程度地发挥其性能。对于介质温度高于 300 ℃或低于 - 40 ℃的设备，不宜选用隔膜双法兰差压变送器。
对于易结晶或易堵介质的设备，宜选择插入式膜片测量液位，插入深度不应超过设备内壁，上下法兰口均不应设根部阀。
1.2.4 双法兰差压液位计的应用
双法兰差压液位计适用于易燃、易爆或有腐蚀性液体的压力容器，也适用于带搅拌器等压力容器。由于其精度高，安装方便，后期维护简单，因此被普遍应用于石油化工装置中压力容器的液位测量 [5] 。
2 、雷达液位计
2.1 、雷达液位计原理
雷达液位计主要由电子部件、波导连接器、喇叭天线、法兰等部分组成。电子部件包含：振荡器、调制器、混频电路、差频放大器、A/D 转换器、计算装置、显示单元及接线端子盒等组成。其工作原理是振荡器产生高频振荡，经线性调制电压调制后，以等幅振荡的型式，通过耦合器及定向通路，由喇叭天线向被测面发射，波经液面反射回来又被喇叭天线接收，回波通过定向通路器送入混频电路，混频器接收到发送波和回波信号后产生茶品信号，这个差频信号经差频放大器放大后，经 A/D转换器转换后送到计算装置进行频谱分析，即通过频差和时差，计算出液位的高度，并通过显示单元显示液位数值。
2.2 雷达液位计的特点
雷达液位计在其他接触性液位计难测量、无法测量或测量成本较高的情况下，如：埋地罐，工艺介质为可燃、有毒、强酸或强碱的储罐，雷达液位计更能突出其好特的测量性能和良好的经济指标。
2.3 雷达液位计的选择要求
雷达液位计在选择时，被测储罐的工艺条件应满足以下条件：
1）测量范围在 0~40 m之内；
2）储罐内的液体的操作压力小于 4 MPa；
3）操作温度范围在 - 200~+230 ℃内；
4）储罐内液体的介电常数（DC）不低于 1.5；
不同的雷达液位变送器有不同的频率，其频率可影响测量效果。测量蒸汽或泡沫时蝉丑辞耻选低频雷达，低频雷达的波长较长，更易于渗透泡沫、蒸汽和冷凝物。某些情况下宽波束角更易于避免干扰。雷达液位计的测量量程取决于微波频率、天线尺寸、液体的介电常数（顿颁）以及过程条件，介电常数越高，反射强度越大。
对于储罐内带加热盘管、搅拌器等其他物体时，可能导致测量信号中产生干扰回波和噪声。由于垂直结构的干扰物仅仅将雷达信号散射而不直接将信号反射回天线，因此这类结构对雷达液位计的测量干扰#小 [6] 。
对于储罐液位观测不方便或高度较高的储罐，雷达液位变送器在选择时，应考虑带液晶数字显示的罐旁指示仪。罐旁指示仪与雷达液位变送器之间采用专用电缆连接，雷达液位变送器选择带两个电气接口的。对于罐区顶部安装的雷达液位变送器在选择时，应选择带电涌保护器。
2.4 雷达液位计的应用
雷达液位计适用于易燃、易爆或有腐蚀性液体的储罐，也适用于带搅拌器等储罐。对于一些大容量贮存罐（立罐和球罐等），雷达液位计在其液位测量中得到了普遍应用。
3 结语
雷达液位计与差压式液位计已成为石化公司罐区液位测量选择中不可缺少的液位计。这两种液位计的应用既满足了现场人员安设简易、便于检修，又满足了工艺对测量精度要求。为石油化工生产公司解决了液位测量难、液位测量成本高的难题。极大减轻了操作人员的劳动强度，提高了劳动效率。保障石油化工公司安全、平稳、长周期高质量的运行。
关注我们 实现共赢