
大型LNG储罐仪表课件.ppt
46页董合林2015年09月自控仪表专业汇报——罐表系统2024/8/12024/8/12 2目录目录罐表系统概述液位仪表:伺服与雷达温度仪表:多点与表面LTD一体化测量仪表软件:储罐管理与翻滚预测通讯与系统集成2024/8/12024/8/13 3罐表系统概述罐装表系统的组成部分:一、液位:液位连续测量仪表,伺服或雷达液位计,一般三台,其中一台提供硬接点开关提供给ESD;或三台连续液位测量仪表都提供开关量,组成2OO3表决常用配置为3伺服或2伺服+1雷达,也有用3台雷达的二、温度:多点温度计,提供储罐纵剖面的固定点温度监控表面式温度计:用于预冷、泄露监测及储罐热性能评价三、LTD:液位-温度-密度(Level,TemperatureandDensity)一体化测量仪表,根据指令跟踪液位或到达指定液位,进行数据采集分析,可检测整个罐温度、密度分布,为预知分层和翻滚提供基础数据四、通讯接口单元:储罐现场仪表和控制室内计算机系统之间的通讯接口,完成现场仪表至储罐管理与安全系统之间的信号转换五:软件:储罐管理与安全功能2024/8/12024/8/14 4已建项目储罐现场温度、液位仪表配置LNG储罐温度液位仪表配置安装位置罐内多点罐底表面吊顶表面吊顶上 吊顶下吊顶吊杆内罐外壁环形空间底部热角保护墙伺服 雷达用途说明罐料温度分布冷却监视冷却监视性能评价之热平衡BOG温度监视正常操作和保温性能冷却监视内罐泄露检测泄露检测冷却监视液位测量兼高低报警液位高报公司 ZZLNG1X1813411无85630SZLNG2X1694无1无48430FJLNG2X1210无11312(内壁)8830GDLNG2X1684无1无38321HNLNG2X810无21无12(内壁)61021SHLNG2X810无11无 12(内壁)8821DLLNG1X18? ???1?824321ZJLNG1X1813411无856302024/8/12024/8/15 5目录目录罐表系统概述液位仪表:伺服与雷达温度仪表:多点与表面LTD一体化测量仪表软件:储罐管理与翻滚预测通讯与系统集成2024/8/12024/8/16 6雷达液位计简介6雷达液位计基于回波测距原理,完全非接触式测量,无可动部件。
一、PULSE(脉冲)技术–测量高频电磁波发射到液面并返回所消耗的时间–该时间差为纳秒级优点:价格便宜,功耗小,一般为两线制缺点:无法达到高精度由于其测量的是微波脉冲从雷达发射出后达到液体表面并返回的时间很短(在1个5米高的罐内该时间仅仅为0.000000033s)t2024/8/12024/8/17 7雷达液位计简介7 7二、F FrequencyMModulatedC ContinuousWWave(FMCW调频连续波)–Alogicandfastmethod–连续发射–测量频率–更高的精度(可达±0.5mm)–处理噪音信号能力强大à价格昂贵,一般为四线制àLNG储罐StillWellàLNG储罐应用的主要产品有:Honeywell-Enraf97X、ROSEMOUNT5900S、3960dTime tf ~ d10,39,7t0fFrequency f (GHz)2024/8/12024/8/18 8雷达液位计安装ROSEMOUNT5900S根据不同的用途,雷达液位计选用不同形式的天线,左图为安装在稳液管内的天线形式。
稳液管的主要作用为稳定测量液面,增强反射回波除雷达外,伺服液位计往往也需要稳液管(StillWell/Stillpipe)2024/8/12024/8/19 9伺服液位计伺服液位计接线端子部分接线端子部分电子部分电子部分磁鼓室磁鼓室测量钢丝测量钢丝浮子浮子2024/8/12024/8/11010伺服液位计原理空空高高液液位位浮子浮子测量磁鼓罐罐高高空高空高液液位位= =罐罐高高- -空高(钢丝长度空高(钢丝长度)) 测量原理:检测液面,收放浮子,测量空高2024/8/12024/8/11111伺服伺服机构机构力传感器力传感器控制单元控制单元 当当F> F> 208g208g放下浮子放下浮子 当当F< F< 208g208g提起浮子提起浮子FBWDW 标准浮子重量:标准浮子重量:D DW W = = 223g223g 控制浮子浸入控制浮子浸入1 1 mmmm,, 浮力浮力::BWBW = = 15g15g阿基米德原理,浮子浸液深度一定,浮力一定Enraf 854ATG伺服液位计工作原理伺服液位计工作原理2024/8/12024/8/11212WHESSOE 1143-2 浮子测量原理浮子测量原理2024/8/12024/8/11313WHESSOE 1143-2 浮子测量原理浮子测量原理CoilCoilSuspension MagnetsSuspension MagnetsFloat MagnetFloat MagnetCalibrated Float to LNG Calibrated Float to LNG S.GS.GFerriteFerriteInsulation washersInsulation washersS SN NN N+ Connection+ Connection- Connection- Connection50 50 ± 1mm / 20m± 1mm / 20m2024/8/12024/8/11414WHESSOE 1143-2 浮子测量原理浮子测量原理CoilCoilFerriteFerriteDisplacement of the ferrite between coil Displacement of the ferrite between coil change the impedance (Z) value.change the impedance (Z) value.Z Z2024/8/12024/8/11515WHESSOE 1143-2 浮子测量原理浮子测量原理Z Z = = Motor Motor = = High speed High speedGoing down to the Going down to the liquid surfaceliquid surfaceZ Z = = Motor Motor = = Low speed Low speedFloat touch liquid surfaceFloat touch liquid surfaceZ Z = = Motor Motor = = Low speed Low speed & Stop& StopLevel stabilizationLevel stabilizationZ Z = = Motor Motor = = Low speed Low speedLiquid going upLiquid going upFloat follow liquid surfaceFloat follow liquid surfaceZ Z = = Motor Motor = = Low speed Low speedLiquid going downLiquid going downFloat follow liquid surfaceFloat follow liquid surface2024/8/12024/8/11616现场安装现场安装无导向装置稳液管导向钢丝伺服液位计的主要生产厂家有:Enraf、WHESSOE、E+H、TokyoKeiso、Varec,一般需要导向装置,现场安装主要有以下几种方式:2024/8/12024/8/11717目录目录罐表系统概述液位仪表:伺服与雷达温度仪表:多点与表面LTD一体化测量仪表软件:储罐管理与翻滚预测通讯与系统集成2024/8/12024/8/11818温度仪表温度仪表 EN14620-2006要求储罐至少安装以下温度仪表:1、监控不同深度LNG温度,间隔不得超过2米。
2、气相温度(如可能,铝吊顶上下的温度都要测量)3、主容器壁和底部(控制冷却与升温)另外,也可以用检测外部温降的方式判断主容器是否泄漏2024/8/12024/8/11919多点温度计多点温度计 LNG多点温度计用以检测LNG纵向温度分布,为多点Pt100,一般多点均匀分布,单台多点温度计一般不超16点(WHESSOE提供的18点的1706),单个储罐一般安装两台,测点高度交错分布为保证储罐完整性,多点温度传感器安装在封闭的温度计套管中,配备温度变送器,变送器通过现场总线输出值伺服或雷达液位计常见的产品有:EnrafVITOMulti Thermo sensor Thermometer 、WHESSOEMulti spots temperature、MHTMulti-Spot Temperature Sensors、 Rosemount Multiple Spot Temperature Sensor 、E+HAverageTemperature称为平均温度计不准确,只是习惯)2024/8/12024/8/12020表面温度计表面温度计表面式温度计用于冷却监视和泄露检测,LNG储罐表面式温度计为单点(双支)热电阻,特点是延伸尾缆特别长,探头安装在储罐内,引线都通过罐顶大法兰口引出,入罐顶接线箱,线缆直拉至中控室接入FGS、DCS或者配总线式温度变送器接入罐表系统。
2024/8/12024/8/12121目录目录罐表系统概述液位仪表:伺服与雷达温度仪表:多点与表面LTD一体化测量仪表软件:储罐管理与翻滚预测通讯与系统集成2024/8/12024/8/12222LTD测量仪表测量仪表储罐液位-温度-密度(储罐液位-温度-密度(LTD Level、、Temperature and Density)测量仪表为储罐防)测量仪表为储罐防翻滚的重要措施,翻滚的重要措施,EN14620指定安装仪表伺服机构驱动的多传感器探头可以进行液位、指定安装仪表伺服机构驱动的多传感器探头可以进行液位、温度和密度的实时测量,测量范围包括约温度和密度的实时测量,测量范围包括约40m的的LTD液位测量:基于液位测量:基于 伺服原理伺服原理温度测量:温度测量:RTD Pt100密度测量:振动管传感器密度测量:振动管传感器主要产品:主要产品:WHESSOE S.A. 01146 Model 1146 LTD gauge SCIENTIFIC INSTRUMENTS INC. Model 6290 Industrial PC based tank gauging system for LTD.2024/8/12024/8/12323WHESSOE S.A. 01146 温度传感器温度传感器温度传感器温度传感器振动管振动管振动管振动管振动管振动管2024/8/12024/8/12424LTD探头原理(探头原理(WHESSOE为例)为例)Temperature SensorTemperature SensorExcitation CoilExcitation CoilConnectorConnectorLow stop reed switchLow stop reed switchReception CoilReception Coil± 1mm / 20m± 1mm / 20m50 50 Perforated Tape, TEFZEL coatedPerforated Tape, TEFZEL coatedVibrating tubeVibrating tube2024/8/12024/8/12525WHESSOE 1146 LTD 2024/8/12024/8/12626中空螺旋驱动电缆底部参照点开关液位传感器270mm振动密度计57.15mm滑动罩PtRTDSCIENTIFICINSTRUMENTS62902024/8/12024/8/12727M6290 机械驱动机构机械驱动机构发条传动装置发条传动装置弹性联轴器弹性联轴器卷缆盘卷缆盘齿轮箱齿轮箱驱动齿轮驱动齿轮观察孔观察孔中空螺旋驱动中空螺旋驱动电缆电缆备用驱动备用驱动齿轮齿轮2024/8/12024/8/12828ProviderScientific Instruments, IncWärtsilä France – CalaisModelM62901146DesignationPC-Based Tank Gauging SystemLevel Temperature Density GaugeDesignWeight290 kg100 kgDetails Sensor connectionHollow Helical Drive CablePerforated tape in Stainless Steel 316L coated with TEFZEL. DataDensity measurement:Range: 400 - 600 kg/m3Sensitivity:±0.1 kg/m3Repeatability:0.1% of the rangeAccuracy:0.1% of the range, ±0.5 kg/m3N° of points: 200Density measurement:Range: 400 - 1000 kg/m3Sensitivity:±0.1 kg/m3Repeatability:±0.1 kg/m3Accuracy:±0.5 kg/m3N° of points: 50 - 250 on selectable rangeFLAME-PROOFENCLOSURE FORELECTRONICCONTROL UNITELECTRONICCONTROL UNITSUPPORT LEG (x3)HOLLOW HELICAL DRIVE CABLEELECTRICAL COMPARTMENTGAS COMPARTMENTsensorTapeTape DrumTape connection2024/8/12024/8/12929目录目录罐表系统概述液位仪表:伺服与雷达温度仪表:多点与表面LTD一体化测量仪表软件:储罐管理与翻滚预测通讯与系统集成2024/8/12024/8/13030通讯与系统集成通讯接口单元:通讯界面单元,将现场传来的数据进行储存转换,传送至库存管理软件,或通过MINI手操器进行数据读取。
除Current Loop 4-20mA之外,之外,常用的通讯协议与接口为:Modbus RS232 or RS485HARTEnraf Bi Phase Mark ((BPM))Saab Rosemount TRL/2通常,单台仪表或通讯接口设备支持多种通讯接口与协议,不同厂家的设备可以很方便整合罐表系统通常成套供应常见集成供应商有:WHESSOE、Honeywell-Enraf、E+H、ROSEMOUNT2024/8/12024/8/13131常用通讯接口硬件常用通讯接口硬件Enraf:CommunicationInterfaceUnit.CIU800系列WHESSOE:09510Converter:0-20mAloop/RS232RS485/RS232.Remotetankunit:RTU8130MHTTechnologyLtd.:Datacon3500/4000serialdataconcentratorandprotocolconverterMiniReceiver SCIENTIFIC INSTRUMENTS INC. TANKGAUGEINTERFACEMODULEModbusLTDdriversE+HTankvisionMultiScanNXA系列RemoteTankGaugeReceiverTankComputerNRM系列ROSEMOUNTTankHub2410FieldCommunicationUnit21602024/8/12024/8/13232Loop 1Loop 2Level alarms to ESD1146 LTD1143-2Hi-Hi alarm1645T° transmitter1143-2Primary1143-2Secondary1645T° transmitter1608 tank bottom indicatorIntrinsically SAFE (RS485) local bus Intrinsically SAFE (RS485) local bus WHESSOE的配置2024/8/12024/8/13333WHESSOE的配置的配置TANK N°2Loop 2TANK N°19510 CONVERTER20 mA loop / RS232CLoop 1Loop 2Loop 1LNG ManagerDCSLNG ExpertLNG MasterSerial linkSerial linkSerial linkSerial linkNon Whessoe systemRTU 8130LNG Manager9510 CONVERTER20 mA loop / RS232C2024/8/12024/8/13434WHESSOE生产全线产品生产全线产品2024/8/12024/8/13535现场布置图(WHESSOE)2024/8/12024/8/13636S SA AP PTpTpTsTsSTSTSTST1 1STSTN NLTDLTDP主液位计854ATGservoS次液位计854ATGLTDLTD测量仪M6290A高位报警973radarTp主温度计:MTT766VITOTemperatureProbe+762VITOInterfaceTs次温度计:同上ST罐壁及罐底温度计Honeywell-Enraf的配置2024/8/12024/8/13737TGIM CIU 858Instrument sets LTD Instrument setsHoneywell-Enraf的配置2024/8/12024/8/13838LTD伺服液位计雷达液位计Enraf现场布置(大鹏LNG)2024/8/12024/8/13939E+H的方案配置的方案配置2024/8/12024/8/14040E+H的方案配置的方案配置2024/8/12024/8/14141仪表现场安装图(仪表现场安装图(E+H))主、从伺服和平均温度计表面热电阻2024/8/12024/8/14242ROSEMOUNT的配置2024/8/12024/8/14343目录目录罐表系统概述液位仪表:伺服与雷达温度仪表:多点与表面LTD一体化测量仪表软件:储罐管理与翻滚预测通讯与系统集成2024/8/12024/8/14444软件:库存管理与安全LNG储罐软件主要有以下功能:储罐信息(来自测量仪表)采集显示LNG体积、质量、热量等参数的计算库存管理分层检测翻滚预测功能全面报警管理系统协助优化操作同DCS通讯2024/8/12024/8/14545主要储罐管理和安全软件1、WHESSOE:LNGMANAGER(储罐SCADA)LNGMaster/Expert(储罐管理、分层及翻滚预测,与法国燃气共同开发)2、Honeywell-Enraf:EntisLNGPro(储罐储罐SCADA、分层检测翻滚预测)SCIENTIFICINSTRUMENTSINC.:LMS(LNGTankManagementSoftware)MHTTechnologyLtd.:LMS3、E+H:TankvisionLMS4、ROSEMOUNT:软件采取LTD供货商产品2024/8/12024/8/14646谢谢!欢迎指导!。












