差壓液位變送器在油庫液位計量中的應用分析

 差壓變送器，顧名思義，就是利有測量介質的壓力差進行測量液位物理量的變送器，是通過間接測量的參數進行測量的液位儀表，在常壓容器測量液位時，需用一臺壓變即可，比如投入式液位變送器和單法蘭液位變送器，其測量介質直接與大氣接觸，只要直接測量壓力就可以。當測量密封容體中受壓容器液位時，則需要計算其壓力差來計算液位，即測量下限一臺，測量上限一臺，它們的輸出信號可進行減法運算，即可測出液位，這就是本文所要介紹的差壓變送器（測量液位的差壓變送器在生產中也有直接稱為差壓式液位變送器）。甚至在容器內液位與壓力值不變的情況下它還可以用來測量介質的密度。壓力變送器的測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 應用舉例：鍋爐送風、中央空調、井下通風、風管風力、樓宇自控等電力、煤炭行業(yè)壓力過程控制領域。
中壓/中差壓變送器 應用舉例：再熱蒸汽壓力
高壓/高差壓變送器 應用舉例：給水流量
絕壓/真空/負壓差壓變送器 應用舉例：主機真空壓力
高溫差壓變送器 應用舉例：蒸汽壓力
耐腐蝕差壓變送器 應用舉例：中水加藥系統(tǒng)等
耐結晶差壓變送器 應用舉例：脫硫系統(tǒng)耐腐蝕耐結晶
本文根據差壓液位計的工作原理，提出利用把差壓變送器的液位測量功能擴展轉換為計量功能的設計思路，并指出在實際使用中需要注意的事項。
 

　　一、油庫液位測量的現狀
在目前的油庫油罐液位的測量設計中，比較流行的是采用雷達液位計或浮球、浮標、鋼帶式液位計等。雷達液位計雖然精度高但成本也高，而浮標、浮球等液位計，安裝、維護比較麻煩。差壓式液位計，在鍋爐汽包等密閉容器中應用廣泛，但測量結果并非真正液位，在油罐液位測量的設計鮮有應用。
 
　　二、采用差壓變送器的理由
其實油庫油罐的精確液位，并不真的十分重要，只要防止?jié)M溢也就可以了，用戶實際要了解的并不是液位，而是通過測量液位來了解油罐中油品的實際數量(即噸數)。只要理解了用戶的意思，我們知道采用差壓法來測液位(實際為噸數)是好不過的了。因為目前差壓變送器的應用十分成熟，象1151、3051以及EJA等差壓變送器，技術十分完善，精度可達0．075級，而且價格大幅下跌，性能價格比十分好。
 
　　三、設計思路
顧名思義，差壓式液位計所測量的結果是壓力差，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成正比關系。即只要準確地檢測出／NP值，就可以得到實際油品的庫存量G，從公式還可知其密度P與高度Ah成反比，在溫度變化時，雖然油品體積膨脹或縮小，實際液位升高或降低，而所檢測到的壓力始終是保持不變的。如果用戶需要顯示實際液位，也可以引入介質溫度補償予以解決。
 
　　四、實際應用
在溫州新世紀油庫項目，我們將此思路應用到實際設計中(見圖一)。設計條件： 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警儀，萬能信號輸入，可任意改變量程，用光柱顯示液位，用數字顯示油品的噸數。以6#罐為例S=ⅡXr2=3．14X 7．252=165m2，高為14m。在油罐頂部，設計一套液位報警裝置，防止油品滿溢，作為雙保險。在應用中由于測量值直接為噸數，故油罐不論貯存何種油品，二次表顯示的值是油罐內油品的噸數，避免了需要測定密度進行換算的麻煩。一般情況油品出入庫往往是采用泵輸送經過橢圓齒輪流量計計量，由于流量計的精度有限，高也只有0．2級。還需測密度計算，其結果往往有些出入，從而造成計量糾紛?，F在因為油罐測量的結果為噸數，270 萬而且精度可達到0．2級甚至0．1級，因此，與容積式流量計相互比較對照，往往會有比較準確的結果。雖然在小數量的油品出入庫時，由于分辨率的原因，測量的結果誤差較大，但在大數量的油品出入庫時，其較高的精度和較小的相對誤差，是其它計量手段所無法比擬的，特別適合月度、季度、年度的盤存。經使用后其主要優(yōu)點有：一是安裝維護簡單方便；二是讀數直觀直接明確，可直接讀出油品的庫存量；三是免除了密度的測定和換算。

 
 
圖一油罐液位檢測報警儀表安裝示意圖

　　五、差壓變送器 應用總結及注意事項
　　1、差壓變送器 設計和安裝時應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。必要時引入溫度補償。
　　2、在油罐的罐體水平截面不等的情況下(如上小下大)要考慮補償措施。如二次表選用WP-H80系列液位一容量控制儀。
　　3、為達到一定精度，如油罐頂部裝有呼吸閥時，必須采用差壓變送器而不能采用壓力變送器。對敞口油罐或精度要求不高時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，實現溫度補償等。
　　5、安裝時差壓變送器的負壓室要安裝集水器，并要經常排污，以免積水影響準確度。