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差压变送器在油库计量中的应用

1 引言
在目前的油库油罐液位的测量设计中,比较流行的是采用雷达液位计或浮球、浮标、钢带式液位计等。雷达液位计虽然精度高但成本也高,而浮标、浮球等液位计,安装、维护比较麻烦。差压式液位计,在锅炉汽包等密闭容器中应用广泛,但测量结果并非真正液位,因此在油罐液位测量的设计鲜有应用。其实油库油罐的精确液位,并不十分重要,用户实际要了解的并不是液位,而是通过测量液位来了解油罐中油品的实际数量(即吨数),从而防止满溢。由此分析采用差压法来测液位(实际为吨数)也不失为一个好的选择。因为目前差压变送器的应用十分成熟,象1151、3051以及EJA等差压变送器,技术十分完善,精度可达0.075级,而且价格大幅下跌,性能价格较高。
2 设计原理
顾名思义差压式液位计所测量的结果是压力差,即△P=ρg△h。而由于油罐往往是圆柱形,其截面圆的面积S是不变的,那么,重量G=△P·S=ρg△h·S,S不变,G与△P成正比关系。即只要准确地检测出△P值,就可以得到实际油品的库存量G,从公式还可知其密度ρ与高度△h成反比,在温度变化时,虽然油品体积膨胀或缩小,实际液位升高或降低,所检测到的压力始终是保持不变的。如果用户需要显示实际液位,也可以引入介质温度补偿予以解决。
3 实际应用
设计条件: 2000m3油罐,直径d=14.5m,高度h=14m。
一次表:选用法兰式隔爆差压变送器,选用法兰式是防止罐底脏物沉淀而堵塞引压管,变送器量程0~140kPa。
二次表:选用WP系列智能光柱显示报警仪,万能信号输入,可任意改变量程,用光柱显示液位,用数字显示油品的吨数。以6#罐为例,S=π×r2=3.14×7.252=165m2,高为14m。
在油罐顶部,设计一套液位报警装置,防止油品满溢,作为双保险。在应用中由于测量值直接为吨数,故油罐不论贮存何种油品,二次表显示的值是油罐内油品的吨数,避免了需要测定密度进行换算的麻烦。
一般情况油品出入库往往是采用泵输送经过椭圆齿轮流量计计量,由于流量计的精度有限,最高也只有0.2级,还需测密度计算,其结果往往有些出入,从而造成计量纠纷。现在因为油罐测量的结果为吨数,而且精度可达到0.2级甚至0.1级,因此,与容积式流量计相比,计量结果更准确。虽然在小数量的油品出入库时,由于分辨率的原因,测量的结果绝对误差较大,但在大数量的油品出入库时,其较高的精度和较小的相对误差,是其它计量手段所无法比拟的,特别适合月度、季度、年度的盘存。实践表明其主要优点有:① 安装维护简单方便;② 读数直观直接明确,可直接读出油品的库存量;③ 免除了密度的测定和换算。
4 注意问题
(1) 设计和安装时应考虑油罐底部的取压开孔尽可能放低,以消除温度变化而造成的误差,必要时引入温度补偿。
(2) 在油罐的罐体水平截面不等的情况下(如上小下大),要考虑补偿措施。如二次表选用液位-容量控制仪。
(3) 为达到一定精度,如油罐顶部装有呼吸阀时,必须采用差压变送器而不能采用压力变送器。对敞口油罐或精度要求不高时,可直接采用压力变送器以方便安装。
(4) 二次表尽量采用智能表,可方便改变量程,实现温度补偿等。
(5) 安装时差压变送器的负压室要安装集水器,并要经常排污,以免积水影响准确度。

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