Применение датчиков разницы давлений и измерения в нефтяных складах

Thread Content

1. Введение 　　　В настоящее время для измерения уровня жидкости в резервуарах на нефтебазах часто используются радиолокационные датчики уровня, а также датчики на основе поплавков, стальных лент и т. д. Радиолокационные уровнемеры обладают высокой точностью, но при этом имеют высокую стоимость. Что касается уровнемеров на основе поплавков и других подобных устройств, то их установка и обслуживание сопряжены с определенными трудностями. Дифференциальные датчики уровня широко используются в замкнутых контейнерах, таких как котельные бойлеры, однако получаемые ими показатели не отражают реальный уровень жидкости. Поэтому они редко применяются при проектировании устройств для измерения уровня жидкости в танках. На самом деле точный уровень жидкости в резервуарах не имеет особого значения. Пользователям на самом деле важно не уровень жидкости, а количество нефти в резервуаре (то есть её количество в тоннах), что позволяет избежать переполнения. Следовательно, использование метода разницы давлений для измерения уровня жидкости (фактически её количества в тоннах) также является хорошим вариантом. Поскольку в настоящее время трансмиттеры дифференциального давления находятся на высоком уровне развития, такие устройства, как трансмиттер FG700 от компании Changhui Instruments, обладают отличной технической оснащенностью; точность измерений достигает 0,25 класса. Кроме того, у этих устройств хорошие показатели производительности при приемлемой цене. 2. Принцип действия 　　　Как следует из названия, датчик уровня на основе разницы давлений измеряет разницу давлений, то есть △P=ρg△h. Поскольку резервуары для нефти обычно имеют цилиндрическую форму, площадь их поперечного сечения S остается неизменной. Следовательно, вес G равен G = △P·S = ρg△h·S. Поскольку S не меняется, вес G пропорционален △P. То есть, если с точностью определить значение △P, можно вычислить фактический объем запасов нефти G. Из формулы также следует, что плотность ρ обратно пропорциональна высоте △h. При изменении температуры объем нефти может увеличиваться или уменьшаться, а уровень жидкости — повышаться или снижаться, однако измеряемое давление остается неизменным. Если пользователю необходимо отображать фактический уровень жидкости, это можно решить с помощью коррекции на температуру среды. 　　3. Практическое применение 　　　В проекте нефтяного склада в Пекине автор применил эту концепцию в практическом проектировании. 　　 　　Условия проектирования: резервуар объемом 2000 м³, диаметр d=14,5 м, высота h=14 м. 　　 　　Основной прибор: используется датчик разницы давлений с фланцевым подключением FG700 от компании Anhui Changhui Instrument Co., Ltd. Фланцевое подключение предотвращает оседание грязи на дне резервуара, что может привести к засорению трубопроводов для измерения давления. Диапазон измерений датчика — от 0 до 140 кПа. 　　 　　Вторичный дисплей: используется интеллектуальный прибор с световыми столбцами серии FXT для отображения сигналов тревоги. Прибор имеет универсальный вход для сигналов; диапазон измерений можно изменять по желанию. Уровень жидкости отображается с помощью световых столбцов, а количество тонн нефти — с помощью цифрового отображения. В качестве примера возьмем резервуар с номером 6: S = π×r² = 3,14×7,252 = 165 м²; высота резервуара составляет 14 м. 　　 　　На верхней части резервуара предусмотрена система сигнализации уровня жидкости для предотвращения перелива нефти в качестве дополнительной меры безопасности. В приложении, поскольку значения измерений указываются непосредственно в тоннах, независимо от того, какое топливо хранится в резервуаре, показания вторичных датчиков соответствуют количеству топлива в тоннах. Это исключает необходимость проведения расчетов с учетом плотности топлива. 　　Как правило, при поступлении и выдаче нефтепродуктов используется насос для их транспортировки, причем объем расхода измеряется с помощью эллиптического редукторного расходомера. Однако точность этого расходомера ограничена – она составляет не более 0,25 класса. Поэтому необходимо также измерять плотность продукта; в результате могут возникать расхождения, что приводит к спорам по поводу количества отгружаемого товара. Теперь, поскольку результаты измерения объема нефтяных резервуаров указываются в тоннах, причем точность составляет 0,25 класса, показатели измерений более точны по сравнению с расходомерами объемного типа. Хотя при небольших объемах поступления или отгрузки нефти из-за ограничений разрешения значения измерений имеют довольно большую абсолютную погрешность, при больших объемах такая методика обеспечивает высокую точность и небольшую относительную погрешность, что делает её непревзойденной по сравнению с другими способами измерения. Она особенно подходит для проведения инвентаризации в месячном, квартальном и годовом порядке. Практика показывает, что его основные преимущества заключаются в следующем: ① Простота установки и обслуживания ； ②Показания являются наглядными, прямыми и понятными; можно сразу определить количество запасов нефти ； ③Исключена необходимость измерения и преобразования плотности. 4. Вопросы, на которые следует обратить внимание 　　　　(1) При проектировании и монтаже необходимо учитывать возможность размещения отверстий для измерения давления в нижней части резервуара как можно ниже, чтобы минимизировать ошибки, вызванные изменениями температуры; при необходимости следует применять температурную компенсацию. 　　 　　(2) При неравенстве горизонтальных сечений корпуса резервуара (например, меньшее сверху и большее снизу) необходимо учитывать меры компенсации. Для вторичных измерительных устройств рекомендуется использовать контроллеры уровня и объема серии FGST. 　　 　　(3) Для достижения определенной точности, например, когда на верхней части резервуара установлен вентиляционный клапан, необходимо использовать датчик разницы давлений, а не датчик давления. Для открытых резервуаров или в случаях, когда требуется низкая точность, можно прямо использовать датчики давления для упрощения монтажа. 　　 　　(4) Для вторичных измерительных приборов желательно использовать интеллектуальные приборы, которые позволяют легко менять диапазон измерений и осуществлять температурную компенсацию. 　　 　　(5) При монтаже датчика дифференциального давления в камере под отрицательным давлением необходимо установить сборник воды, а также регулярно освобождать его от осадков, чтобы накопление воды не снижало точность измерений.