摘要:文章介紹了磁致伸縮液位計(jì)基本工作原理、組成及主要性能參數(shù),結(jié)合具體的應(yīng)用案例闡述了磁致伸縮液位計(jì)特點(diǎn),并對罐區(qū)儲(chǔ)罐液位檢測常用的各種方法進(jìn)行比較,指出了磁致伸縮液位計(jì)的優(yōu)勢。
1 概述
儲(chǔ)罐是煉油廠、油庫、戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫、化工品倉儲(chǔ)及石化企業(yè)庫區(qū)儲(chǔ)存設(shè)備,通過對庫區(qū)儲(chǔ)罐介質(zhì)液位的精que測量,進(jìn)而計(jì)算介質(zhì)的體積量及質(zhì)量儲(chǔ)量,液位監(jiān)管系統(tǒng)是由管控系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等組成,可以輕松實(shí)現(xiàn)對整個(gè)庫區(qū)儲(chǔ)罐的液位監(jiān)測、控制、報(bào)警和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等工作,有效地節(jié)約人力、物力、財(cái)力,從而提高客戶的經(jīng)濟(jì)效益和現(xiàn)場安全性。因此,在罐區(qū)儲(chǔ)罐液位測量過程中,儀表的準(zhǔn)確性、響應(yīng)速度和可靠性等參數(shù)格外重要,現(xiàn)對磁致伸縮液位計(jì)在罐區(qū)儲(chǔ)罐液位測量進(jìn)行詳細(xì)介紹。
2 磁致伸縮液位計(jì)基本工作原理及組成
2.1 基本工作原理
主要是利用磁致伸縮的物理特性進(jìn)行測量,不受介質(zhì)的介電常數(shù)、溫度或壓力變化的影響。如圖1所示,在非磁性傳感管的內(nèi)部有一根拉緊的磁致伸縮線1,電路單元沿磁致伸縮線發(fā)射電流脈沖2,從而在磁致伸縮線周圍產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形的磁場3,液位浮子內(nèi)有一組永久磁鋼4,它們本身的磁場使磁致伸縮線沿軸向磁化。當(dāng)電流磁場和磁鐵磁場疊加,浮子位置的磁致伸縮伸縮線將產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)扭力5,同時(shí)產(chǎn)生返回脈沖,該脈沖沿磁致伸縮線向兩端傳送,一端傳向傳感管的頂端,另一端傳向傳感管的底部。其中向頂端返回的脈沖波會(huì)被變送器電子單元所接收。由于脈沖波的傳播速度是恒定值,電子單元只需通過起始脈沖和返回脈沖的時(shí)間差就可以計(jì)算出浮子中磁鋼的位置,從而得到精que的液位。
2.2 產(chǎn)品組成
電子表頭:表頭是磁致伸縮的核心系統(tǒng),主要由電子模塊和電路板組成,電路板與磁致伸縮傳感器相連接。磁致伸縮表頭結(jié)構(gòu)上可以分為單腔室和雙腔室兩種,表殼材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為壓鑄鋁外殼(外觀烤漆),還可根據(jù)工況需要特殊定制不銹鋼和聚碳酸酯表頭。探桿組件:探桿組件主要包括探桿、傳感器、浮子;探桿內(nèi)裝有磁致伸縮線,與傳感器相連,探桿上串有永久磁性浮子液位計(jì),反應(yīng)液面/界面的位置。360度全方位感應(yīng)信號設(shè)計(jì),高信噪比,比值≥30:1,能量轉(zhuǎn)換年衰減量≤0.1%。浮子:軍工級磁性材料,磁力線與浸沒線一致,保證指示液位真實(shí),長期使用不消磁,高強(qiáng)度磁鋼,360度環(huán)磁設(shè)計(jì),高強(qiáng)充磁技術(shù)。
3 磁致伸縮液位計(jì)性能特點(diǎn)
• 多功能:可以單好測量液面界面,也可以同時(shí)測量液面和界面。
• 高精度:測量精度高達(dá)±0.5mm或0.01%滿量程。
• 免維護(hù):核心元件不與過程介質(zhì)接觸,wuxu定期維護(hù)。
• 免標(biāo)定:智能化設(shè)計(jì),參數(shù)自動(dòng)存儲(chǔ),wuxu實(shí)物標(biāo)定。
• 易安裝:安裝方便。
• 高安全:Ex ia IIC T4、Ex d IIC T6防爆等級和IP68防護(hù)等級。
• 易調(diào)試:模塊化結(jié)構(gòu),三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)按鍵,輕松操作,wuxu其它輔助設(shè)備。
• 低功耗:兩線制4~20mA帶HART輸出,24VDC回路供電,帶一體式LCD 顯示。
• 便于自動(dòng)化管理:兩線制4~20mA帶HART的標(biāo)準(zhǔn)電流信號或RS-485數(shù)字信號接口,可直接接入PLC、DCS系統(tǒng)或其它計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng),便于微機(jī)對信號進(jìn)行處理。
4 磁致伸縮液位計(jì)在罐區(qū)儲(chǔ)罐中的應(yīng)用
4.1 目前關(guān)于罐區(qū)儲(chǔ)罐液位常用檢測方法的比較如表1所示。
4.2 磁致伸縮液位計(jì)在罐區(qū)儲(chǔ)罐的應(yīng)用案例
(1)某化工裝置罐區(qū)液氨儲(chǔ)罐,由于液氨揮發(fā)性較大,儲(chǔ)罐測量范圍很大,具有較高測量難度,采用的是磁致伸縮液位計(jì)測量,至今運(yùn)行6年,運(yùn)行一直很穩(wěn)定。
(2)2011年某成品油庫的汽油儲(chǔ)罐的液位測量是雷達(dá)液位計(jì),投運(yùn)一段時(shí)間時(shí)發(fā)現(xiàn)汽油儲(chǔ)罐的液位測量經(jīng)常出現(xiàn)波動(dòng),計(jì)量不準(zhǔn)確,后經(jīng)換成磁致伸縮液位計(jì)測量,至今運(yùn)行5年,運(yùn)行一直很穩(wěn)定,測量數(shù)據(jù)也特別準(zhǔn)確。
(3)對于大庫區(qū)的儲(chǔ)罐,要求測量介質(zhì)的液位及罐內(nèi)介質(zhì)的多點(diǎn)溫度,僅一個(gè)磁致伸縮液位計(jì)就能實(shí)現(xiàn)多功能測量,只需在儲(chǔ)罐上開一個(gè)口。2013年某成品油庫儲(chǔ)罐的液位及五點(diǎn)溫度測量采用的是一體式磁致伸縮液位計(jì),至今運(yùn)行3年,運(yùn)行穩(wěn)定,測量精度高。
5 結(jié)束語
磁致伸縮液位計(jì),大大減輕了儀表維護(hù)量,儀表精度滿足工藝測量要求;無須擔(dān)心由于儀表的原因造成儲(chǔ)罐的“冒罐”現(xiàn)象甚至?xí)斐上到y(tǒng)停車;安裝方便、維護(hù)簡單、操作容易。隨著人們對環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,這種儀表會(huì)越來越受到用戶的青睞,尤其在罐區(qū)儲(chǔ)罐復(fù)位測量應(yīng)用中。