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E+H雷达液位计在化工储罐的应用

2021-07-20

化工储罐的液位测量方式多种多样,有钢帯液位计、法兰式液位计、雷达液位计等。由于化工厂物料本身易燃易爆且有毒,同时受环境温度的影响较大以及物料本身的特性,无论采取哪种测量方式都要求仪表在测量过程中既要测量准确又要故障率低。特别是丁二烯储罐的液位测量。由于了二烯是性质非常活泼的共轭烯烃,当系统氧含量超过规定条件时,系统内易生成丁二烯过氧化物及其过氧化自聚物(端基聚和物),易分解爆炸,并极易迅速积累,设备的泄露和过氧化物的形成,会促使氧化物积聚而导致爆炸事故的发生。如何保证丁二烯球罐的液位测量准确性一直以来捆扰每一位仪表维护人员。

为解决这一问题,开始球罐的测量方式采用法兰式液位计,由于密度变化大造成仪表指示不准现象发生。70年代采用了钢带液位计进行测量,由于钢带液位计是由机械部件相互连接制成的机械传动机构,随着使用时间的增加,故障率和维护费用也随之增长。同时丁二烯聚合物堵塞在钢带导向管和传动机构,易出现卡滞现象,造成仪表指示不准。在清除自聚物过程中,难免不发生金属碰撞,自聚物遇撞击火花后容易发生爆炸且由于钢带导向管垂直长达10米,很难做到彻底清除,从而造成重复检修,机械部件也受到造成一定损伤。

随着科学技术的发展,经过多方考证和咨询,选择使用雷达液位计。雷达液位计是一种非接触式的测量仪表,无需进罐就可以在线安装、检修。它采用微波技术进行液位测量,无传动部件、无需维修、可靠性高、容易安装,克服了机械式钢带液位计的许多缺点,在绝大多数情况下不受介质特性变化(包括密度和粘度变化)的影响,具有较高的测量精度。此外雷达液位计不与被测介质直接接触,受温度、压力、气体等影响非常小,具有故障报警及自诊断功能,可远程修改、监控参数,有效保护了维护人员安全性。

经过一年多使用,除安装、调试过程出现的一些问题外,现运行平稳、指示准确。即节省了设备维护费用,又有效地保障了设备和人身安全,提高了液位指示的准确性,满足工艺需求。


1.丁二燥罐区处理钢带液位计故障的危险性

1)丁二烯性质。丁二烯是性质非常活泼的共轭烯烃,介电常数为1.5.当系统氧含量超过规定条件时系统内易生成丁二烯过氧化物及其过氧化自聚物,易分解爆炸,并极易迅速积累,堵塞设备管道。设备的泄漏和过氧化物的形成,会促使氧化物积聚而导致爆炸事故的发生。

2)处理钢带故障的危险性。在使用钢带液位计测量液位的储罐中,由于丁二烯物料的性质,必须密闭、带压,从而使钢带液位计的导向管和传动齿轮中充满了丁二烯物料,当与氧接触时会产生丁二烯聚合物。如果聚合物堵塞在钢带导向管和传动齿轮,就会出现卡滞现象,造成仪表指示不准。解决的方法只能是清除聚合物。在清除自聚物过程中,难免要发生金属碰撞,特别是钢带导向管垂直长达10米,很难彻底清除,影响仪表稳定、精准运行。自聚物遇撞击火花后容易发生爆炸,也给储罐带来极大的安全隐患。

为保证人身、设备安全,每次都将已聚堵的钢带导向管(10米长的白钢管)做深埋处理,防止其他人员在不知情的情况下,清除丁二烯聚合物时发生爆炸事故。


2.解决方案-E+H雷达液位计FMR-245型

为解决丁二烯储罐钢带液位计导向管聚堵问题,同时为了保证人身和设备安全,经过多方考证和咨询,选择使用了5台E+h(Endress+Hause)公司生产的FMR-245型雷达液位计,做为丁二烯储罐液位测量仪表FMR245型雷达液位计是非接触式的测量仪表,无需进罐就可以在线安装、检修;表面涂油聚四氟乙烯易清理。它采用电磁波技术进行液位测量,发射频率高达26GHZ,波束角小(8°);在绝大多数情况下不受介质特性变化(包括密度和粘度变化)的影响,抗干扰能力强,可达到±3mm的测量精度,具有抗聚堵和腐蚀能力无传动部件、无需维修、可靠性高、容易安装,克服了机械式钢带液位计的许多缺点。

1)选型原则。①根据工艺条件选择合适的雷达液位计。②介电常数的选择。③测量精度的选择。

2)应用效果。丁二烯罐区由钢带液位计改为雷达液位计后,有效克服了钢带液位计机械传动部件随使用时间的增加,故障率和维护费用也随之增长的缺点,经过一年多的使用,除在安装、调试过程中出现的跳变故障外,雷达液位计指示平稳、跟踪灵敏;在雷达液位计外层PTFE表面的丁二烯聚合物和雾状蒸汽凝结极少,基本不用清除,有效保障了人身、设备安全。


3.结论

综上所述,雷达液位计在具有以下优点:

1)基本不需要维护。由于采用的电磁波是一种微波,在传播的过程不需要传输媒介的传递,因此基本上不需要考虑挥发性气体和蒸汽、温度、压力(真空)、甚至粉尘的影响。而且由于是基于回波反射测距的原理(TOF),对雷达液位计来说,不存在磨损等问题,因此基本不需要维护。

2)顶部安装。顶部安装的方式也使安装更加方;而且由于微波的特性,相对其它液位测量方式,它的精度一般都能达到0.1%-0.03%(全量程)的精度。

3)远程控制和自诊断功能。雷达液位计是非接触式的测量仪表,无需进罐就可以在线安装、检修,可远程修改、监控参数、故障报警和自诊断功能。

4)维护费用低,安全性高。雷达液位计克服了机械式钢带液位计的许多缺点,节省了设备维护费用,有效保障了设备和人身安全,提高了液位指示的准确性,满足工艺需求。

近年雷达液位计在石油化工领域的应用逐渐增多,以及E+H公司不断进行新产品新技术的研发,E+H雷达液位计在各种储罐的应用也越来越成熟,成功的案例也越来越多。随着雷达技术的发展和成熟,雷达液位计将会逐步成为化工储罐液位测量的主要测量方式。