液化气球罐上的液位测量仪表11.docx

液化气球罐上的液位测量仪表摘要：介绍了作为重大危险源的液化气球罐的液位测量仪表的设置，并对各个液位计的工作原理、特性作 简单的叙述关键词：重大危险源；液化气；球罐；导波雷达液位计；隔膜差压液位变送器；磁翻柱液位计；音叉液 位开关；1 引言当代社会、经济发展的一个很重要的特点，就是人类在创造财富、享受成果的同时，总 是会遇到愈来愈复杂的危险和事故的威胁例如1997 年6月 27日，北京东方化工厂储罐区 发生火灾爆炸，死亡8人，受伤40人，炸毁、烧毁储灌17个，储料20000t以及损坏罐区 大部分设施又如1998年3月5日，西安市煤气公司液化石油气管理所储罐区的5个1 00 —500m3储灌发生泄漏燃烧爆炸，迫使近10万人紧急疏散，造成11人死亡（其中消防官兵7 人），伤27人，损失惨重重大事故的不断发生使人们痛苦地认识到，现代工业生产，特别 是现代化的大工业生产潜在着巨大的危险性一旦发生事故，不仅工厂内部，而且相邻地区 人们的生命、财产和环境都遭到巨大的危害随之产生了“重大危险”、“重大事故”“重大 危险控制”等概念危险化学品重大危险源是指长期地或临时地生产、加工、使用或储存危 险化学品，且危险化学品的数量等于或超过临界量的单元。

某年产5万吨乙酸仲丁脂项目中，液化气是主要原料之一液化气是一种易燃物质，空 气中含量达到一定浓度范围时，遇明火即爆炸该项目液化气罐区设置了 4个液化气球罐， 总容量达6000立方，根据《GB 18218-2009危险化学品重大危险源辨识》液化气的临界量 为50T,故将该项目中液化气罐区定为重大危险源对于该液化气储罐的液位既要有远传仪 表，又要有就地仪表，同时，用于联锁的仪表要独立设置，增强检测控制的可靠性2 液化气球罐液位检测仪表的设置基于该项目中液化气罐区为重大危险源，设计考虑到最大限度的保证生产安全，对液化 气球罐液位的检测设置了4种仪表，分别为远传导波雷达液位计、远传隔膜差压变送器、就 地磁翻柱液位计和音叉液位开关其中导波雷达液位计和远传隔膜差压变送器是双重液位检测仪表，为了保证液位信号能 够送至控制室 DCS 系统，不至于当其中一个液位计发生故障后，中控室无法得到确切的液位 数据此外，采用不同类型的仪表，也可对液位数据进行比较，最大程度地保证液位测量的 精度就地磁翻柱液位计可以保证现场操作员能直观地看到球罐液位，便于操作 音叉液位开关设置于球罐的高高限报警位，用于联锁切断进料两个远传仪表分别都设 置了液位高高、高、低和低低限，其报警信号由DCS计算而得，采用其报警信号来联锁切断 进料恐怕有误动作，故专门设置音叉液位开关用于联锁，更可靠。

3 导波雷达液位计工作原理及其特性VEGA 导波雷达物位计是一种微波物位计，它是微波（雷达）定位技术的一种运用，通 过微波脉冲发射装置发射高频率的微波脉冲，微波脉冲沿着一根缆、棒或包含一根棒的同轴 套管运行，接触到被测介质后，由于介电常数突变，部分微波脉冲被反射回来，并被电子部 件接收，并分析计算其运行时间微处理器识别物位回波，分析计算后将它转换成物位信号 给出导波雷达液位计的特点：1、能耗低微波脉冲输出到波导探头的信号能量非常小，这是因为波导体为信号至液 面往返传输提供一条快捷高效的通道，信号的衰减保持在最小程度，因而可用以测量介电常 数非常低的介质液位；另外由于导波雷达耗能小，采用回路供电而不是单独的交流供电，从 而大大节省了安装费用2、不受液面波动和储罐中的障碍物等的影响3、不受介质变化的影响密度的变化，介质颗粒大小的变化，甚至液化都不会影响测 量精度而且对于由干燥介质变为湿润介质，也不会影响测量介质密度的变化对测量无影 响，介质密度的变化影响浸没于介质中物体所受到的浮力，但不影响电磁波在波导体中的传 播4、对于蒸汽不敏感即使在烟雾、噪音、蒸汽很强烈的情况下，测量精度也不受到影 响。

由于电磁波不通过空间传播，因而雾气不会引起信号的衰减，泡沫也不会对信号进行散 射而损失能量5、在测量探头或容器壁上粘附介质不会影响测量结果6、 应用范围广测量范围可达30米，传感器也适用于高的容器温度可达150°C，压 力达40bar其精度可达±3mm7、 导波雷达液位计有多种探头类型和材质可供选择；可配套就地数字化显示表4 隔膜差压变送器工作原理及其特性差压变送器工作原理：位于高压端和低压端的金属膜片受到过程压力，通过密封液分别 传送到单晶硅片的上下两面在单晶硅片中，有2 个振子腔体， 2 个振子的固有频率之差就 是差压信号真空腔体中的振子是经过精细加工的（H型谐振梁的长约700p m，宽约25p m， 厚约5p m）由于振子H型谐振梁的4端与单晶硅连接，所以当单晶硅变形时，振子振动频 率与压力差成正比例，固有振动频率发生变化通过永磁体给振子一个磁场，振子的半片和 剩余的半片构成一个励磁电路，测量出该电路的固有频率，将该固有频率与另一个振子的固 有频率之差转换成差压信号将差压信号转换成4-20mA、脉冲或数字信号输出密封隔膜式用于防止被测介质直接进入差压变送器里的压力传感器组件中，它与变送器 之间是靠注满流体的毛细管连接起来的。

在液化气球罐上采用隔膜差压变送器主要是为了安 装方便，维护简单，更因为它的测量精度高当准确地测得差压△ P,再根据公式△ P=p g △h，即可得到液位值AhEJA 隔膜差压变送器的特点：采用单晶硅谐振式传感器技术单晶硅对于压力或温度的变化不存在滞后现象，是非常 理想的材料单晶硅谐振式传感器将过压、温度变化和静压影响降为最低，从而提供长期稳 定性非常广的测量范围，从-500到500kPa，以及很高的测量精度土0.2%多种膜片材质供选择，适用于各种腐蚀介质和高温介质输出信号有4~20mA及BRAIN或HART协议的数字通讯，满足更多信号需求，通过BRAIN 或 HART 手操器相互通讯，可以进行设定和监控5 磁翻柱液位计工作原理及其特性星申液化气专用磁翻柱液位计是根据浮力原理和磁性耦合作用原理工作的当被测容器 中的液位升降时，液位计主导管中的浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到 现场指示器，驱动红、白翻柱翻转180°，当液位上升时，翻柱由白色转为红色，当液位下 降时，翻柱由红色转为白色，指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度，从而实 现液位的指示液化气专用磁翻柱液位计特点：1、该磁翻柱液位计能做到高密封防泄漏和在高温高压、高粘度、强腐蚀性条件下安全 可靠地测量液位，全过程测量无盲区，显示醒目，读数直观测量范围大。

2、适用于易汽化的液体测量，尤其适合液化气介质的液位测量其特点是用挡杆将液 位计主导管内腔分成气化室和测量室，当液位计内液化气受温度影响，内部汽化而产生气泡 时，气泡会顺着气化室往上冒，而不会进入测量室影响磁浮子工作，有效地阻止了因气泡造 成磁浮子跳动，使液位计在液体介质大量气化时，也能可靠地工作3、测量范围大，不受储槽高度限制4、指示机构与被测介质完全隔离，因而密封性好，可靠性高，使用安全 结构简单， 安装方便，维护费用低6 音叉液位开关工作原理及其特性VGEA 音叉式物位开关的工作原理是通过安装在音叉基座上的压电陶瓷的驱动下，以一 定的机械谐振频率振动压电陶瓷杯机械固定，因此不受温度骤变的限制当音叉与被测介 质相接触时，音叉的频率和振幅将改变，一体式的电子部件检测这个振动频率的变化，处理 并将之转换为一个开关信号音叉液位开关的特点：适应性强：被测物料不同的电参数、密度对测量均不产生影响结垢、搅动、湍流、气 泡、振动、中等粘度、高温、高压等恶劣条件对检测也无影响免于维护：由于音叉液位开关的检测过程由电子电路完成，无活动部件，所以一经安装 投运便不需要维护不需调校：由于音叉液位开关的检测不受被测介质电参数及密度的影响，所以无论测量 何种液体都不需现场调校7 小结液化气球罐的液位测量，由于液化气的介电常数小于 1.9，液化程度受温度、压力变化 影响很大，对液位计的要求较高。

设置了以上几种液位测量仪表，满足了该项目对液化气液 位精度的要求，满足了重大危险源对控制测量安全的要求，满足了仪表测量和联锁用途独立 的可靠性，同时，还满足了现场操作便利和安装维护的需要由于液化气的存储设备要求较 高，不宜过多开口，故将将这四种液位计均安装于球罐的旁通管上。