壓力變送器在立式金屬罐底量與浮頂質量測量中的應用研究

　 　 　一、前言
        在石化生產現場常見的儲罐主要有兩種，立式儲罐和臥式儲罐， 臥式儲罐是為常見的，主要用于儲存液體或氣體，其材質通常為鋼制密封容器即為鋼制儲罐，防腐儲罐工程是石油、化工、糧油、食品、消防、交通、冶金、國防等行業必不可少的、重要的基礎設施，我們的經濟生活中總是離不開大大小小的鋼制儲罐，鋼制儲罐，防腐儲罐在國民經濟發展中所起的重要作用是無可替代的。立式儲罐的優勢在于占地面積小，立式儲罐主要用以存放酸、醇、氣體等提煉的化學物質。其制作材質的種類也很多，大體上有：滾塑儲罐，玻璃鋼儲罐，陶瓷儲罐、橡膠儲罐、焊接塑料儲罐等。就儲罐的性價比來講，現在以滾塑儲罐為優越，滾塑儲罐又可以分鋼襯塑儲罐，全塑儲罐兩大系，分別包括立式，臥式，運輸，攪拌等多個品種。立式金屬罐是國內間石油化工產品貿易結算的主要計量器具，也是國內石油、液體石油產品貿易結算、收發交接的重要計量器具和儲存設備。其測量的準確性不僅影響著企業的成本核算和經濟效益，而且直接關系到國家對內對外貿易的經濟利益和國家計量信譽。因此，準確地實現立式金屬罐容積計量具有實際意義。



         但是立式金屬罐容積計量失準是一個至今未能解決的難題。作為存儲設備和計量器具的立式金屬罐在實際使用過程中，由于底量和浮頂質量不斷發生變化無法全部測量，以往底量和浮頂質量的測量只憑借經驗數據，準確度太差，造成貿易計量交接數據混亂，同時，摩擦力、外來載荷以及單盤變形等因素對底量和浮頂質量測量也帶來的一定影響，不但會影響到底量和浮頂質量的測量精度，而且會危及到立式金屬罐的安全運行。因此，立式金屬罐底量和浮頂質量的測量已經受到了計量部門的重視。本文在分析底量、浮頂質量現有離線測量方法弊端的基礎上，提出了利用投入式液位計實現對立式金屬罐底量增量的在線實時測量方法，利用壓力變送器實現對立式金屬罐的浮頂質量在線實時測量方法，解決了測量精度不高的問題。

　　二、立式金屬罐底量與浮頂質量測量的常見方法
　　傳統的浮頂質量測量方法有：幾何測量法、容量比較法、浸液深度法、圖紙法。其中：浸液深度法、圖紙計算法、公式法均是浮頂質量的離線測量方法，相對于容量比較法和幾何測量法而言，在測量精度和操作的便捷性方面有了一定進步，但浸液深度法在測量過程中需要打開浮頂與罐壁的密封裝置，這樣極易損壞密封裝置，浸液深度法測量誤差大、自動化程度差，種種原因導致該方法必然被取代；圖紙計算法雖然計算出的初始值相對準確，但是計算量大，過程繁瑣；公式法除了和圖紙計算法存在相同的缺點外，還存在嚴重問題，即：如果測量過程中浮頂變形過大，將會造成測量數據誤差很大，致使整個罐容的精度受到影響。
綜上所述，三種方法都存在巨大缺陷，這幾種測量方法均是離線測量，且沒有考慮摩擦力、外來載荷以及單盤變形等因素對浮頂質量測量帶來的影響，不但會影響到浮頂質量的測量精度，而且會危及到浮頂的安全運行。
 
　　三、立式金屬罐底量與浮頂質量測量系統
　　本文是為了解決上述存在的問題，特提供了一種立式金屬罐底量與浮頂質量測量系統，圖1為立式金屬罐底量與浮頂質量測量系統圖，其中：1-立式金屬罐；2-浮頂；3-壓力變送器；4-投入式液位計；5-信號放大器；6- V/I轉換器；7-液位變送器；8-隔離變送器8；9-PLC控制器。


　　
     在浮頂上有壓力變送器，安裝壓力變送器為電容式壓力變送器，壓力變送器內部裝有陶瓷膜片敏感元件和放大線路板，陶瓷膜片敏感元件將被測介質信息轉換成電信號，放大線路板將電信號放大轉換成（4-20）mA標準信號。壓力變送器將壓力傳感器、信號放大器及轉換電路組合成一體，壓力變送器通過電纜將測得的信號傳至地面，電纜傳輸距離可達1km，壓力變送器在感受到被測液體介質的靜壓后，將其轉換成電壓信號，經屏蔽電纜傳到模擬量測量模塊、隔離變送器傳到PLC控制器，PLC控制器計算立式金屬罐的浮頂質量。

    在立式金屬罐的罐底設置有多個投入式液位計，投入式液位計為高技術激光精刻的硅膜片傳感器， 投入式液位計在感受到被測液體介質的信息后，將其轉換成（0-100）mV電壓信號，經屏蔽電纜傳到信號放大器、信號放大器經V/I轉換器、液位變送器與PLC控制器連接，PLC控制器計算立式金屬罐的底量質量。PLC控制器根據立式金屬罐底量與浮頂質量測量方法計算出不同液位對應的底量與浮頂質量修正量，形成底量與浮頂質量增量修正表，終形成完整的立式金屬罐底量與浮頂質量實時測量系統。
 
　　四、結論
　　運用投入式液位計、壓力變送器、模擬量采集模塊構建罐底量、浮頂質量在線實時檢測系統解決了立式金屬罐底量與浮頂質量的測量難題，立式金屬罐底量與浮頂質量測量系統提高了立式金屬罐底量與浮頂質量的測量精度，提升了立式金屬罐計量的自動化水平，保證了立式金屬罐的安全運行。
上一條：淺析差壓流量計在流量測量過程中的使用與維護
下一條：楔形流量計測量臟污流體中的應用及產品優勢說明