1.概述
目前市場常見的雷達物位計采用的調制技術主要有微波脈沖行程和FMCW(調頻連續波)兩種。
2.長慶油田應用情況分析
雷達液位計在長慶油田主要用于聯合站、輸油站等中間站的5000m3以上儲罐,由于中間站內的油罐屬于緩沖罐,罐位的測量不做交接計量使用,所以選用的雷達液位計完全可以滿足精度要求。長慶油田某采油廠的聯合站站內的4具1000m油罐上使用的某品牌雷達液位計,由于該油罐為拱頂罐,所以選用的是喇叭形天線液位計,該液位計安裝使用方便,能及時、準確的對罐內液位進行測量,當液位走召高、低限時,能快速反應進行報警,完全滿足測量要求。
圖2為長慶油田某采油廠的輸油站站內的500m油罐選用的某品牌雷達液位計,該罐為外浮頂罐,存儲經過凈化的原油,使用導波管雷達液位計,該雷達液位計安裝在油罐罐頂,能就地實時顯示罐內原油的液位高度,同時還將液位信號遠處到站內值班室監控系統,使工作人員在值班室的電腦上實時觀測罐內液位。
3.影響實際測量的主要因素分析
雷達液位計的精度在實際應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量系統的一部分。影響測量精度的因素有:
3.1參照高度隨機變化引起的誤差
油罐內液體靜壓力、溫度的改變都會引起參照高度的隨機變化,導致無法預料的液位測量誤差,這種誤差是測空法所具有的,也是人工檢尺和基于測空法原理的雷達液位計所無法克服的。
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,當罐體徑向向外膨脹時,罐壁會產生垂直方向的收縮,由此生的罐體高度的變化,會引起通過測空法計算出的儲罐液位產生士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生改變。盡管在計量中考慮了鋼板熱膨脹系數,但并沒有修正因熱膨脹引起的油罐罐壁及浮頂罐穩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定管因熱膨脹導致的計量誤差為士0.030%~±0.130%,這種變化對計量結果的影響隨罐高及油罐直徑的增大而增大。
3.2單點測溫影響液位的準確度
長期以來,溫度測量常不如液位測量受到重視,在選用雷達液位計時,往往選用單點溫度計。不論油罐大小,1℃溫差將會使測量的凈容積產生0.07%左右的誤差液位是相對于一定溫度下的液位。在大型儲罐中,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攪拌設施的原油儲罐,靠近加熱器處的油品溫度ZUI高,而遠離加熱器的油品溫度則較低。原油罐單點插入式溫度計的測溫點在加熱器附近,由它確定的平均溫度顯然偏高。一般來說,原油罐縱向溫差高達3C是正常的,由此導致的計量誤差可能會達到0.21%。
由于油罐自動溫度計不能提供較*的平均溫度,因此,在許多情況下,使高性能的雷達液位計的綜合容積(質量)測量*度受到較大影響。所以應采用自動油罐平均溫度測量系統取代單點溫度計,或使用多點式溫度計,可以有效減少溫度分層對平均溫度測量結果的影響
4.工程設計選型和安裝
雷達液位計的工程設計選型中需要結合現場工況條件,從各方面綜合考慮,主要依據以下幾方面的要求
(1)所測的罐如果是精度要求在過程級的緩沖罐或者過程罐,可選用精度在士3mm左右的雷達液位計,如果所測罐是計量交接用的則屬于貿易級精度,要選用精度等級更高的雷達液位計。
(2)天線的選擇非常重要,一般來說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測量
2>平面型天線適用于導播管內測量
3>桿式天線可用來對腐蝕性較高的介質
以及較窄的安裝短管內進行高精度測量。
4>喇叭型天線適用于罐內,由于儲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合。
(3)在選定雷達液位計天線的類型后,還要對天線的尺寸進行合理的選擇。因此,在選用雷達液位計時,要參考所選用品牌提供的產品資料,根據所要測量的儲罐的高度,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)在罐體內腐蝕性強以及高溫的情況下,還需考慮液位計的抗腐蝕性和耐高溫性。
5.結束語
雷達液位計測量部分無可動部件,與測量介質不直接接觸,可以降低使用和維護費用。而且溫度、壓力、物料特性等因素對微波的影響甚微,這使雷達液位計具有**的應用范圍,測量介質可以是原油、瀝青、汽油、柴油等。雷達液位計提供的自診斷功能和多種通信接口,可根據錯誤代碼來分析故障,使維抑、校正更加方便、準確。雷達液位計以其高精度、低維護量、開放性等優點,使它在大型儲油罐中具有很高的應用價值。
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