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化工过程中表如何选择罐区仪表选型
日期：2024-11-19 11:42
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摘要：化工过程中罐区仪表如何选择？
罐区仪表选型
在化工设计中， 我们经常会遇到石油化工工厂 中储运系统的项目设计，其中储存液体物料的罐区 是储运系统的主要生产单元。本文将根据在化工设计中遇到的关于罐区的项目，就罐区的仪表选型谈 一些体会。
1 储罐液位检测
国内外储罐常用的液位测量仪表有：单法兰液 位变送器及差压变送器、磁致伸缩液位计、外侧液位计、伺服式液位计、雷达液位计等。根据不同的测 量原理和方法，每种测量仪表都有其自身的优点及 适合应用工况。
1.1 单法兰液位变送器及差压变送器
单法兰液位变送器通常用于测量常压罐，而差压变送器通常用于测量带压储罐。单法兰液位变送器及差压变送器用于液位的测量时，优点是对安装的要求相对简单、维护方便， 且运行的可靠性较高。缺点是当测量介质的密度易受环境变化，就会影响其测量精度， 所以不适合用于大型储罐及球罐的液位测量，尤其不适用一些高温介质及搅拌介质、高黏度介质、有毒或腐蚀性介质的液位(物位)测量。
1.2 磁致伸缩液位计
磁致伸缩液位计有较高的测量精度，且适用于 有毒、易燃、易爆等场所，但该液位计对介质的温 度、压力和粘度有一定的要求。所以， 目前在对液化 气储罐的液位测量中得到了较好的应用。
1.3 外侧液位计
外测液位计是国内自主开发的一种新型测量 液位的仪表。外测液位计的测量探头直接吸附在容器外壁， 检测到的微小机械振动波形的特性由液位
振动特性和容器振动特性决定。根据计算关系，把测量探头敏感器件检测到的振动信号变为电信号 后传输到主机，主机对收集到的各种不同模式的振 动进行滤波、判断，经复杂计算得到液位测量值。为 保证得到更高的液位测量精度，还可对液位的测量 进行温度补偿。
由于外侧液位计的特点是测量部分完全与测量介质相隔离，因此，非常适合用于测量腐蚀性强、 毒性剧烈、**无菌等环境下的液位测量。其缺点是测量精度相对较低，而且由于检测信号为机械振动波，所以对测量介质的粘度、液体状态有一定的要求，例如,不能用于测量动力粘度大于 30cp 或含颗粒或充满气泡的介质。
1.4 伺服液位计
伺服液位计是用于储罐和工艺过程罐高精度 液位测量仪表。伺服液位计的液位测量是基于浮力 平衡的原理。仪表腔室内置有浮子，浮子的牵引钢 丝缠绕在测量轮鼓上，测量轮鼓受微伺服电机驱动 旋转以拉上放下浮子。工作时，浮子浮在液体表面， 当液位变化时，为达到浮力平衡，微伺服电机会自动调节浮子位置使其保持在液面上。通过测量轮鼓 的旋转可**计算出液位值。
1.5 雷达液位计
雷达液位计工作时发出高频脉冲，当脉冲遇到 液面时反射回来，被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为液位信号。雷达液位计不与被测介质 接触，且无机械传动部件，运行可靠性高，可适用于 检测高粘度、腐蚀性强的介质，还有产品可用于高温环境，且适用于所有罐型。
在实际应用中雷达液位计有两种方式：调频连 续波式和脉冲波式。采用调频连续波式的雷达液位 计，功耗大， 需采用四线制，电子电路较复杂。而对 于采用脉冲波式的雷达液位计，功耗较低， 可用两 线制的 24VDC 供电，容易实现本质**，**度 高，因此适用范围更广。在结构上分为喇叭天线、杆 式天线和抛物面天线等。
选择雷达液位计测量储罐液位可能会面临追 加仪表投资的问题，但随着大家对其认识的加深， 雷达液位计凭借其自身优势，受到越来越多客户的青睐。用雷达仪表测量储罐液位具有以下特点：
1）雷达液位计采用一体化设计，无可动部件， 不存在机械磨损，使用寿命长； 2）雷达液位计测量时发出的电磁波能够穿过真空，不需要传输媒介， 具有不受大气、蒸汽、储罐内挥发雾影响的特点，因 此可用于测量具有挥发性的介质的液位；3）雷达液位计几乎能用于所有液体的液位测量；4）采用非接触式测量，不受所检测介质的密度、浓度等物理特 性的影响；5）测量范围大，可用于高温、高压的液体 液位的测量； 6） 天线等关键部件采用高质量材料制 成，抗腐蚀能力强，能适用于腐蚀性较强的环境等； 7）计量级精度的雷达可用于计量。
雷达液位计应用很广泛，几乎可用于所有介质 油罐的液位检测。雷达液位计与储罐的连接方式有 法兰连接和螺纹连接。
在化工设计过程中，通常需根据检测介质的特 性、温度、压力、罐型等情况， 选择不同形式的雷达 液位计。例如，喇叭形天线的雷达液位计可安装在无导波管的拱顶罐上，用于测量各种石油与化工产品（沥青与类似产品除外）的液位。抛物面天线雷达 液位计既可以安装在无导波管拱顶罐上，也可以安装在浮顶罐上，用于测量各种石油与化工产品的液位，包括沥青、柏油及冷凝产品。导波管雷达液位计 则适用于所有类型储罐的液位检测。
1.6 罐旁指示仪的应用
罐旁指示仪是一种现场指示仪表，配合雷达液位计或伺服液位计使用。在罐区、油库、炼油厂中， 用于总量控制和计量交接，是储罐计量系统的一部分。罐旁指示仪安装在现场，通过总线等通讯方式连接雷达液位计或伺服液位计 、 多 点平均温度计等仪表，收集这些仪表的测量信号，再将各种信息集成输出给上位控制系统， 一般安装在油罐 的底部，方便操作人员读取罐上的液位、 温度等信息。
2 储罐高低液位越限报警
在化工设计中，储罐液位越限检测报警仪表的 种类有很多，通常用到的有浮球液位控制器、音叉 液位控制器等。
对于音叉液位开关，其探头有固有的频率振 动，当传感器探头接触到液体时，音叉固有的频率 就会产生变化，电子检测器将这一变化检测出来， 然后将其转化成开关信号，输出液位越限报警信号 或联锁信号。
储罐液位越限检测报警仪表的安装方式通常 有顶装和侧装两种。安装时需注意，应尽量避免因 物料粘结而影响音叉振动，而且音叉与罐壁应保持 一定距离， 防止叉齿触碰到罐壁影响检测效果。
3 储罐温度检测
由于储罐介质的存储温度一般都不高，所以， 当需要就地显示储罐温度时，一般会选用双金属温 度计；当需要 DCS 集中监控时， 常选用带输出的测 温变送一体化热电阻。通常，对于中间储罐通常检 测单点温度， 而对于原油和成品油储罐以及有计量 要求的储罐， 我们通常会检测平均温度。
4 储罐压力检测
通常对于带压储罐，通常需要对储罐压力进行 检测。压力变送器是我们经常用到的压力测量仪 表，测量单点位置处的压力，可用于测量气体、液体 和蒸汽等介质的压力。压力变送器的工作方式是通 过安装在仪表内的感压膜片感应压力，再通过内置 电路放大转换成可读信号。
5 罐区**检测系统
化工设计中，对于罐区这样的易燃易爆危险环 境，必须设置可燃气体浓度、有毒气体浓度检测及 报警装置。在条件允许的情况下，应在一些重要位 置设置紧急停车按钮和工业电视监视系统。
6 化工设计中罐区设计的基本原则
在化工设计过程中，首先必须严格按照针对本行业的国家有关设计规范、标准和法规进行设计。 并严格执行有关防火、防爆、防雷、防静电的有关设计标准及规范。同时应该强调整个罐区生产过程的**性， 选用的仪表设备必须符合相应**防爆区域的防爆等级标准。
1 储罐液位检测
国内外储罐常用的液位测量仪表有：单法兰液 位变送器及差压变送器、磁致伸缩液位计、外侧液位计、伺服式液位计、雷达液位计等。根据不同的测 量原理和方法，每种测量仪表都有其自身的优点及 适合应用工况。
1.1 单法兰液位变送器及差压变送器
单法兰液位变送器通常用于测量常压罐，而差压变送器通常用于测量带压储罐。单法兰液位变送器及差压变送器用于液位的测量时，优点是对安装的要求相对简单、维护方便， 且运行的可靠性较高。缺点是当测量介质的密度易受环境变化，就会影响其测量精度， 所以不适合用于大型储罐及球罐的液位测量，尤其不适用一些高温介质及搅拌介质、高黏度介质、有毒或腐蚀性介质的液位(物位)测量。
1.2 磁致伸缩液位计
磁致伸缩液位计有较高的测量精度，且适用于 有毒、易燃、易爆等场所，但该液位计对介质的温 度、压力和粘度有一定的要求。所以， 目前在对液化 气储罐的液位测量中得到了较好的应用。
1.3 外侧液位计
外测液位计是国内自主开发的一种新型测量 液位的仪表。外测液位计的测量探头直接吸附在容器外壁， 检测到的微小机械振动波形的特性由液位
振动特性和容器振动特性决定。根据计算关系，把测量探头敏感器件检测到的振动信号变为电信号 后传输到主机，主机对收集到的各种不同模式的振 动进行滤波、判断，经复杂计算得到液位测量值。为 保证得到更高的液位测量精度，还可对液位的测量 进行温度补偿。
由于外侧液位计的特点是测量部分完全与测量介质相隔离，因此，非常适合用于测量腐蚀性强、 毒性剧烈、**无菌等环境下的液位测量。其缺点是测量精度相对较低，而且由于检测信号为机械振动波，所以对测量介质的粘度、液体状态有一定的要求，例如,不能用于测量动力粘度大于 30cp 或含颗粒或充满气泡的介质。
1.4 伺服液位计
伺服液位计是用于储罐和工艺过程罐高精度 液位测量仪表。伺服液位计的液位测量是基于浮力 平衡的原理。仪表腔室内置有浮子，浮子的牵引钢 丝缠绕在测量轮鼓上，测量轮鼓受微伺服电机驱动 旋转以拉上放下浮子。工作时，浮子浮在液体表面， 当液位变化时，为达到浮力平衡，微伺服电机会自动调节浮子位置使其保持在液面上。通过测量轮鼓 的旋转可**计算出液位值。
1.5 雷达液位计
雷达液位计工作时发出高频脉冲，当脉冲遇到 液面时反射回来，被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为液位信号。雷达液位计不与被测介质 接触，且无机械传动部件，运行可靠性高，可适用于 检测高粘度、腐蚀性强的介质，还有产品可用于高温环境，且适用于所有罐型。
在实际应用中雷达液位计有两种方式：调频连 续波式和脉冲波式。采用调频连续波式的雷达液位 计，功耗大， 需采用四线制，电子电路较复杂。而对 于采用脉冲波式的雷达液位计，功耗较低， 可用两 线制的 24VDC 供电，容易实现本质**，**度 高，因此适用范围更广。在结构上分为喇叭天线、杆 式天线和抛物面天线等。
选择雷达液位计测量储罐液位可能会面临追 加仪表投资的问题，但随着大家对其认识的加深， 雷达液位计凭借其自身优势，受到越来越多客户的青睐。用雷达仪表测量储罐液位具有以下特点：
1）雷达液位计采用一体化设计，无可动部件， 不存在机械磨损，使用寿命长； 2）雷达液位计测量时发出的电磁波能够穿过真空，不需要传输媒介， 具有不受大气、蒸汽、储罐内挥发雾影响的特点，因 此可用于测量具有挥发性的介质的液位；3）雷达液位计几乎能用于所有液体的液位测量；4）采用非接触式测量，不受所检测介质的密度、浓度等物理特 性的影响；5）测量范围大，可用于高温、高压的液体 液位的测量； 6） 天线等关键部件采用高质量材料制 成，抗腐蚀能力强，能适用于腐蚀性较强的环境等； 7）计量级精度的雷达可用于计量。
雷达液位计应用很广泛，几乎可用于所有介质 油罐的液位检测。雷达液位计与储罐的连接方式有 法兰连接和螺纹连接。
在化工设计过程中，通常需根据检测介质的特 性、温度、压力、罐型等情况， 选择不同形式的雷达 液位计。例如，喇叭形天线的雷达液位计可安装在无导波管的拱顶罐上，用于测量各种石油与化工产品（沥青与类似产品除外）的液位。抛物面天线雷达 液位计既可以安装在无导波管拱顶罐上，也可以安装在浮顶罐上，用于测量各种石油与化工产品的液位，包括沥青、柏油及冷凝产品。导波管雷达液位计 则适用于所有类型储罐的液位检测。
1.6 罐旁指示仪的应用
罐旁指示仪是一种现场指示仪表，配合雷达液位计或伺服液位计使用。在罐区、油库、炼油厂中， 用于总量控制和计量交接，是储罐计量系统的一部分。罐旁指示仪安装在现场，通过总线等通讯方式连接雷达液位计或伺服液位计 、 多 点平均温度计等仪表，收集这些仪表的测量信号，再将各种信息集成输出给上位控制系统， 一般安装在油罐 的底部，方便操作人员读取罐上的液位、 温度等信息。
2 储罐高低液位越限报警
在化工设计中，储罐液位越限检测报警仪表的 种类有很多，通常用到的有浮球液位控制器、音叉 液位控制器等。
对于音叉液位开关，其探头有固有的频率振 动，当传感器探头接触到液体时，音叉固有的频率 就会产生变化，电子检测器将这一变化检测出来， 然后将其转化成开关信号，输出液位越限报警信号 或联锁信号。
储罐液位越限检测报警仪表的安装方式通常 有顶装和侧装两种。安装时需注意，应尽量避免因 物料粘结而影响音叉振动，而且音叉与罐壁应保持 一定距离， 防止叉齿触碰到罐壁影响检测效果。
3 储罐温度检测
由于储罐介质的存储温度一般都不高，所以， 当需要就地显示储罐温度时，一般会选用双金属温 度计；当需要 DCS 集中监控时， 常选用带输出的测 温变送一体化热电阻。通常，对于中间储罐通常检 测单点温度， 而对于原油和成品油储罐以及有计量 要求的储罐， 我们通常会检测平均温度。
4 储罐压力检测
通常对于带压储罐，通常需要对储罐压力进行 检测。压力变送器是我们经常用到的压力测量仪 表，测量单点位置处的压力，可用于测量气体、液体 和蒸汽等介质的压力。压力变送器的工作方式是通 过安装在仪表内的感压膜片感应压力，再通过内置 电路放大转换成可读信号。
5 罐区**检测系统
化工设计中，对于罐区这样的易燃易爆危险环 境，必须设置可燃气体浓度、有毒气体浓度检测及 报警装置。在条件允许的情况下，应在一些重要位 置设置紧急停车按钮和工业电视监视系统。
6 化工设计中罐区设计的基本原则
在化工设计过程中，首先必须严格按照针对本行业的国家有关设计规范、标准和法规进行设计。 并严格执行有关防火、防爆、防雷、防静电的有关设计标准及规范。同时应该强调整个罐区生产过程的**性， 选用的仪表设备必须符合相应**防爆区域的防爆等级标准。
