外貼式液位計在石油油庫浮盤儲罐上的應用,是一種非接觸、不開孔、不動火的液位測量解決方案,特別適合對安全要求極高、不允許開孔或進行動火作業的場合。它在浮盤儲罐上的應用具有顯著的優勢,但也存在一些挑戰和限制。
外貼液位計工作原理:外貼液位計探頭通過專用耦合劑緊密貼合在儲罐外壁底部,探頭向罐壁發射聲波,聲波穿過罐壁進入罐內液體,達到液面時發生發射,反射的回波穿過液體和關閉,被探頭接收,儀表計算聲波從發射到接收的時間差,根據聲波在液體中的傳播速度和已知的罐壁厚度等參數,計算出探頭到液面的距離,進而得到液位高低。
在浮盤儲罐應用中的優勢
本質安全: 最大的優勢!
無需開孔: 徹底避免了在罐壁上開孔帶來的泄漏風險(尤其是高壓、易燃易爆介質)。
不動火安裝: 安裝過程完全不動火,特別適合在役儲罐改造、高危區域或不允許動火的場合(如油庫禁火區)。
無密封問題: 不存在傳統穿過式液位計的密封失效風險。
安裝維護簡便:安裝主要在罐外進行,速度快,成本相對較低。維護(如更換探頭、耦合劑)通常無需清罐、停產,不影響生產。
適用性廣:理論上適用于各種液體(原油、成品油、化工品等),只要聲波能有效傳播。對介質粘度、腐蝕性、污染程度等要求相對較低(主要影響聲波傳播和精度)。
非接觸測量: 儀表本身不與罐內介質接觸,避免了介質污染、腐蝕、結晶等問題。
適用于浮盤罐: 相比頂部安裝的雷達或伺服液位計,外貼式不受浮盤本身及其運動的影響(只要浮盤不阻礙聲波在液體中的垂直傳播路徑)。
在浮盤儲罐應用中的挑戰與局限性
1.測量精度:
相對較低: 精度通常低于伺服液位計、雷達液位計或磁致伸縮液位計,一般在 ±3mm 到 ±10mm 或更高(滿量程的百分比),受多種因素影響。
影響因素多:
聲速變化: 聲波在液體中的傳播速度受溫度、密度、成分變化影響顯著,需要高精度的溫度補償(通常需在罐內不同深度安裝多個溫度傳感器PT100,成本增加且需開孔或利用現有口)。
罐壁狀況: 罐壁厚度不均、銹蝕、內襯、結蠟、沉積物等會衰減聲波信號或產生干擾回波。
耦合狀況: 探頭與罐壁的耦合劑狀態(老化、干涸、涂抹不均)直接影響聲波傳輸效率,需要定期維護。
多重回波干擾: 罐壁、液面、罐底、浮盤(如果部分反射)等都可能產生回波,需要儀表有強大的信號處理能力識別真實液位回波。
安裝位置: 探頭位置、罐底沉積物高度會影響測量基準。
2.罐壁要求:
材質: 通常要求罐壁為均質、致密的金屬(如碳鋼、不銹鋼)。玻璃鋼、混凝土罐、帶厚保溫層或嚴重銹蝕的罐壁不適用。
厚度: 存在最佳厚度范圍(通常在幾毫米到幾十毫米)。過厚衰減嚴重,過薄可能產生振動干擾或測量不穩定。
3.罐底沉積物影響:
罐底有大量沉積物(泥、沙、蠟)時,會吸收或散射聲波,干擾液面回波識別,降低測量精度和可靠性。嚴重時無法測量。
初始安裝調試復雜: 需要精確測量罐壁厚度、確定聲速、調試回波識別算法等,對安裝人員技術要求高。
依賴耦合劑: 耦合劑的狀態是長期穩定運行的關鍵,需要定期檢查、補充或更換,增加維護工作量。
成本: 雖然安裝成本可能較低,但高精度、高性能的外貼式液位計(尤其是需要多點溫度補償的)本身價格可能較高。