1.概述
目前市場(chǎng)常見(jiàn)的雷達(dá)物位計(jì)采用的調(diào)制技術(shù)主要有微波脈沖行程和FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)兩種。
2.長(zhǎng)慶油田應(yīng)用情況分析
雷達(dá)液位計(jì)在長(zhǎng)慶油田主要用于聯(lián)合站、輸油站等中間站的5000m3以上儲(chǔ)罐,由于中間站內(nèi)的油罐屬于緩沖罐,罐位的測(cè)量不做交接計(jì)量使用,所以選用的雷達(dá)液位計(jì)完全可以滿足精度要求。長(zhǎng)慶油田某采油廠的聯(lián)合站站內(nèi)的4具1000m油罐上使用的某品牌雷達(dá)液位計(jì),由于該油罐為拱頂罐,所以選用的是喇叭形天線液位計(jì),該液位計(jì)安裝使用方便,能及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)罐內(nèi)液位進(jìn)行測(cè)量,當(dāng)液位走召高、低限時(shí),能快速反應(yīng)進(jìn)行報(bào)警,完全滿足測(cè)量要求。
圖2為長(zhǎng)慶油田某采油廠的輸油站站內(nèi)的500m油罐選用的某品牌雷達(dá)液位計(jì),該罐為外浮頂罐,存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)凈化的原油,使用導(dǎo)波管雷達(dá)液位計(jì),該雷達(dá)液位計(jì)安裝在油罐罐頂,能就地實(shí)時(shí)顯示罐內(nèi)原油的液位高度,同時(shí)還將液位信號(hào)遠(yuǎn)處到站內(nèi)值班室監(jiān)控系統(tǒng),使工作人員在值班室的電腦上實(shí)時(shí)觀測(cè)罐內(nèi)液位。
3.影響實(shí)際測(cè)量的主要因素分析
雷達(dá)液位計(jì)的精度在實(shí)際應(yīng)用中與在參考條件下是不同的,其主要原因是罐體本身成為了測(cè)量系統(tǒng)的一部分。影響測(cè)量精度的因素有:
3.1參照高度隨機(jī)變化引起的誤差
油罐內(nèi)液體靜壓力、溫度的改變都會(huì)引起參照高度的隨機(jī)變化,導(dǎo)致無(wú)法預(yù)料的液位測(cè)量誤差,這種誤差是測(cè)空法所具有的,也是人工檢尺和基于測(cè)空法原理的雷達(dá)液位計(jì)所無(wú)法克服的。
1>液體靜壓力作用引起參照高度的變化:受液體靜壓力作用,當(dāng)罐體徑向向外膨脹時(shí),罐壁會(huì)產(chǎn)生垂直方向的收縮,由此生的罐體高度的變化,會(huì)引起通過(guò)測(cè)空法計(jì)算出的儲(chǔ)罐液位產(chǎn)生士0.2%左右的誤差。
2>溫度引起油罐參照高度的變化:鋼板具有熱脹冷縮的特性,用鋼板包圍的油罐及穩(wěn)定管也具有同樣的特性,其徑向和縱向量度因氣溫或油溫的變化而發(fā)生改變。盡管在計(jì)量中考慮了鋼板熱膨脹系數(shù),但并沒(méi)有修正因熱膨脹引起的油罐罐壁及浮頂罐穩(wěn)定管在垂直方向的變化,即參照高度的變化。油罐罐壁及浮頂罐穩(wěn)定管因熱膨脹導(dǎo)致的計(jì)量誤差為士0.030%~±0.130%,這種變化對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響隨罐高及油罐直徑的增大而增大。
3.2單點(diǎn)測(cè)溫影響液位的準(zhǔn)確度
長(zhǎng)期以來(lái),溫度測(cè)量常不如液位測(cè)量受到重視,在選用雷達(dá)液位計(jì)時(shí),往往選用單點(diǎn)溫度計(jì)。不論油罐大小,1℃溫差將會(huì)使測(cè)量的凈容積產(chǎn)生0.07%左右的誤差液位是相對(duì)于一定溫度下的液位。在大型儲(chǔ)罐中,油品具有較大的縱向溫差,液體的溫度通常隨液位高度而變化,尤其是安裝了加熱器而無(wú)攪拌設(shè)施的原油儲(chǔ)罐,靠近加熱器處的油品溫度ZUI高,而遠(yuǎn)離加熱器的油品溫度則較低。原油罐單點(diǎn)插入式溫度計(jì)的測(cè)溫點(diǎn)在加熱器附近,由它確定的平均溫度顯然偏高。一般來(lái)說(shuō),原油罐縱向溫差高達(dá)3C是正常的,由此導(dǎo)致的計(jì)量誤差可能會(huì)達(dá)到0.21%。
由于油罐自動(dòng)溫度計(jì)不能提供較*的平均溫度,因此,在許多情況下,使高性能的雷達(dá)液位計(jì)的綜合容積(質(zhì)量)測(cè)量*度受到較大影響。所以應(yīng)采用自動(dòng)油罐平均溫度測(cè)量系統(tǒng)取代單點(diǎn)溫度計(jì),或使用多點(diǎn)式溫度計(jì),可以有效減少溫度分層對(duì)平均溫度測(cè)量結(jié)果的影響
4.工程設(shè)計(jì)選型和安裝
雷達(dá)液位計(jì)的工程設(shè)計(jì)選型中需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況條件,從各方面綜合考慮,主要依據(jù)以下幾方面的要求
(1)所測(cè)的罐如果是精度要求在過(guò)程級(jí)的緩沖罐或者過(guò)程罐,可選用精度在士3mm左右的雷達(dá)液位計(jì),如果所測(cè)罐是計(jì)量交接用的則屬于貿(mào)易級(jí)精度,要選用精度等級(jí)更高的雷達(dá)液位計(jì)。
(2)天線的選擇非常重要,一般來(lái)說(shuō)天線的類型主要有拋物面型、平面型、桿式、喇叭型。
1>拋物面型天線適用于罐內(nèi)測(cè)量
2>平面型天線適用于導(dǎo)播管內(nèi)測(cè)量
3>桿式天線可用來(lái)對(duì)腐蝕性較高的介質(zhì)
以及較窄的安裝短管內(nèi)進(jìn)行高精度測(cè)量。
4>喇叭型天線適用于罐內(nèi),由于儲(chǔ)罐和安裝短管的幾何尺寸限制而不允許使用拋物面天線的場(chǎng)合。
(3)在選定雷達(dá)液位計(jì)天線的類型后,還要對(duì)天線的尺寸進(jìn)行合理的選擇。因此,在選用雷達(dá)液位計(jì)時(shí),要參考所選用品牌提供的產(chǎn)品資料,根據(jù)所要測(cè)量的儲(chǔ)罐的高度,合理地選擇天線的尺寸。
(4)如果要求防爆,則要選用隔爆型或本安型。
(5)在罐體內(nèi)腐蝕性強(qiáng)以及高溫的情況下,還需考慮液位計(jì)的抗腐蝕性和耐高溫性。
5.結(jié)束語(yǔ)
雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量部分無(wú)可動(dòng)部件,與測(cè)量介質(zhì)不直接接觸,可以降低使用和維護(hù)費(fèi)用。而且溫度、壓力、物料特性等因素對(duì)微波的影響甚微,這使雷達(dá)液位計(jì)具有**的應(yīng)用范圍,測(cè)量介質(zhì)可以是原油、瀝青、汽油、柴油等。雷達(dá)液位計(jì)提供的自診斷功能和多種通信接口,可根據(jù)錯(cuò)誤代碼來(lái)分析故障,使維抑、校正更加方便、準(zhǔn)確。雷達(dá)液位計(jì)以其高精度、低維護(hù)量、開(kāi)放性等優(yōu)點(diǎn),使它在大型儲(chǔ)油罐中具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
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