差壓液位變送器在油庫(kù)液位計(jì)量中的應(yīng)用分析

 差壓變送器，顧名思義，就是利有測(cè)量介質(zhì)的壓力差進(jìn)行測(cè)量液位物理量的變送器，是通過間接測(cè)量的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的液位儀表，在常壓容器測(cè)量液位時(shí)，需用一臺(tái)壓變即可，比如投入式液位變送器和單法蘭液位變送器，其測(cè)量介質(zhì)直接與大氣接觸，只要直接測(cè)量壓力就可以。當(dāng)測(cè)量密封容體中受壓容器液位時(shí)，則需要計(jì)算其壓力差來計(jì)算液位，即測(cè)量下限一臺(tái)，測(cè)量上限一臺(tái)，它們的輸出信號(hào)可進(jìn)行減法運(yùn)算，即可測(cè)出液位，這就是本文所要介紹的差壓變送器（測(cè)量液位的差壓變送器在生產(chǎn)中也有直接稱為差壓式液位變送器）。甚至在容器內(nèi)液位與壓力值不變的情況下它還可以用來測(cè)量介質(zhì)的密度。壓力變送器的測(cè)量范圍可以做的很寬，從絕壓0 開始可以到100MPa（一般情況）。
 
        差壓變送器可分為以下幾種類型:
低（微）壓/低差壓變送器 應(yīng)用舉例：鍋爐送風(fēng)、中央空調(diào)、井下通風(fēng)、風(fēng)管風(fēng)力、樓宇自控等電力、煤炭行業(yè)壓力過程控制領(lǐng)域。
中壓/中差壓變送器 應(yīng)用舉例：再熱蒸汽壓力
高壓/高差壓變送器 應(yīng)用舉例：給水流量
絕壓/真空/負(fù)壓差壓變送器 應(yīng)用舉例：主機(jī)真空壓力
高溫差壓變送器 應(yīng)用舉例：蒸汽壓力
耐腐蝕差壓變送器 應(yīng)用舉例：中水加藥系統(tǒng)等
耐結(jié)晶差壓變送器 應(yīng)用舉例：脫硫系統(tǒng)耐腐蝕耐結(jié)晶
本文根據(jù)差壓液位計(jì)的工作原理，提出利用把差壓變送器的液位測(cè)量功能擴(kuò)展轉(zhuǎn)換為計(jì)量功能的設(shè)計(jì)思路，并指出在實(shí)際使用中需要注意的事項(xiàng)。
 

　　一、油庫(kù)液位測(cè)量的現(xiàn)狀
在目前的油庫(kù)油罐液位的測(cè)量設(shè)計(jì)中，比較流行的是采用雷達(dá)液位計(jì)或浮球、浮標(biāo)、鋼帶式液位計(jì)等。雷達(dá)液位計(jì)雖然精度高但成本也高，而浮標(biāo)、浮球等液位計(jì)，安裝、維護(hù)比較麻煩。差壓式液位計(jì)，在鍋爐汽包等密閉容器中應(yīng)用廣泛，但測(cè)量結(jié)果并非真正液位，在油罐液位測(cè)量的設(shè)計(jì)鮮有應(yīng)用。
 
　　二、采用差壓變送器的理由
其實(shí)油庫(kù)油罐的精確液位，并不真的十分重要，只要防止?jié)M溢也就可以了，用戶實(shí)際要了解的并不是液位，而是通過測(cè)量液位來了解油罐中油品的實(shí)際數(shù)量(即噸數(shù))。只要理解了用戶的意思，我們知道采用差壓法來測(cè)液位(實(shí)際為噸數(shù))是好不過的了。因?yàn)槟壳安顗鹤兯推鞯膽?yīng)用十分成熟，象1151、3051以及EJA等差壓變送器，技術(shù)十分完善，精度可達(dá)0．075級(jí)，而且價(jià)格大幅下跌，性能價(jià)格比十分好。
 
　　三、設(shè)計(jì)思路
顧名思義，差壓式液位計(jì)所測(cè)量的結(jié)果是壓力差，即△P=P g／kh。而由于油罐往往是圓柱形，其截面圓的面積S是不變的，那么，重量G=／NP·S=P gAh·S，S不變，G與AP成正比關(guān)系。即只要準(zhǔn)確地檢測(cè)出／NP值，就可以得到實(shí)際油品的庫(kù)存量G，從公式還可知其密度P與高度Ah成反比，在溫度變化時(shí)，雖然油品體積膨脹或縮小，實(shí)際液位升高或降低，而所檢測(cè)到的壓力始終是保持不變的。如果用戶需要顯示實(shí)際液位，也可以引入介質(zhì)溫度補(bǔ)償予以解決。
 
　　四、實(shí)際應(yīng)用
在溫州新世紀(jì)油庫(kù)項(xiàng)目，我們將此思路應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中(見圖一)。設(shè)計(jì)條件： 2000m3油罐，直徑d：14．5m，高度h=14m。一次表：選用3851LT法蘭式隔爆差壓變送器，選用法蘭式是防止罐底臟物沉淀而堵塞引壓管，變送器量程0-140kPa。二次表：選用RX-XML系列智能光柱顯示報(bào)警儀，萬能信號(hào)輸入，可任意改變量程，用光柱顯示液位，用數(shù)字顯示油品的噸數(shù)。以6#罐為例S=ⅡXr2=3．14X 7．252=165m2，高為14m。在油罐頂部，設(shè)計(jì)一套液位報(bào)警裝置，防止油品滿溢，作為雙保險(xiǎn)。在應(yīng)用中由于測(cè)量值直接為噸數(shù)，故油罐不論貯存何種油品，二次表顯示的值是油罐內(nèi)油品的噸數(shù)，避免了需要測(cè)定密度進(jìn)行換算的麻煩。一般情況油品出入庫(kù)往往是采用泵輸送經(jīng)過橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量，由于流量計(jì)的精度有限，高也只有0．2級(jí)。還需測(cè)密度計(jì)算，其結(jié)果往往有些出入，從而造成計(jì)量糾紛。現(xiàn)在因?yàn)橛凸逌y(cè)量的結(jié)果為噸數(shù)，270 萬而且精度可達(dá)到0．2級(jí)甚至0．1級(jí)，因此，與容積式流量計(jì)相互比較對(duì)照，往往會(huì)有比較準(zhǔn)確的結(jié)果。雖然在小數(shù)量的油品出入庫(kù)時(shí)，由于分辨率的原因，測(cè)量的結(jié)果誤差較大，但在大數(shù)量的油品出入庫(kù)時(shí)，其較高的精度和較小的相對(duì)誤差，是其它計(jì)量手段所無法比擬的，特別適合月度、季度、年度的盤存。經(jīng)使用后其主要優(yōu)點(diǎn)有：一是安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便；二是讀數(shù)直觀直接明確，可直接讀出油品的庫(kù)存量；三是免除了密度的測(cè)定和換算。

 
 
圖一油罐液位檢測(cè)報(bào)警儀表安裝示意圖

　　五、差壓變送器 應(yīng)用總結(jié)及注意事項(xiàng)
　　1、差壓變送器 設(shè)計(jì)和安裝時(shí)應(yīng)考慮油罐底部的取壓開孔盡可能放低，以消除溫度變化而造成的誤差。必要時(shí)引入溫度補(bǔ)償。
　　2、在油罐的罐體水平截面不等的情況下(如上小下大)要考慮補(bǔ)償措施。如二次表選用WP-H80系列液位一容量控制儀。
　　3、為達(dá)到一定精度，如油罐頂部裝有呼吸閥時(shí)，必須采用差壓變送器而不能采用壓力變送器。對(duì)敞口油罐或精度要求不高時(shí)則可直接采用壓力變送器以方便安裝。
　　4、二次表盡量采用智能表，可方便改變量程，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)取?br />　　5、安裝時(shí)差壓變送器的負(fù)壓室要安裝集水器，并要經(jīng)常排污，以免積水影響準(zhǔn)確度。