1.概述
目前市场常见的雷达物位计采用的调制技术主要有微波脉冲行程和FMCW(调频连续波)两种。
2.长庆油田应用情况分析
雷达液位计在长庆油田主要用于联合站、输油站等中间站的5000m3以上储罐,由于中间站内的油罐属于缓冲罐,罐位的测量不做交接计量使用,所以选用的雷达液位计完全可以满足精度要求。长庆油田某采油厂的联合站站内的4具1000m油罐上使用的某品牌雷达液位计,由于该油罐为拱顶罐,所以选用的是喇叭形天线液位计,该液位计安装使用方便,能及时、准确的对罐内液位进行测量,当液位走召高、低限时,能快速反应进行报警,完全满足测量要求。
图2为长庆油田某采油厂的输油站站内的500m油罐选用的某品牌雷达液位计,该罐为外浮顶罐,存储经过净化的原油,使用导波管雷达液位计,该雷达液位计安装在油罐罐顶,能就地实时显示罐内原油的液位高度,同时还将液位信号远处到站内值班室监控系统,使工作人员在值班室的电脑上实时观测罐内液位。
3.影响实际测量的主要因素分析
雷达液位计的精度在实际应用中与在参考条件下是不同的,其主要原因是罐体本身成为了测量系统的一部分。影响测量精度的因素有:
3.1参照高度随机变化引起的误差
油罐内液体静压力、温度的改变都会引起参照高度的随机变化,导致无法预料的液位测量误差,这种误差是测空法所具有的,也是人工检尺和基于测空法原理的雷达液位计所无法克服的。
1>液体静压力作用引起参照高度的变化:受液体静压力作用,当罐体径向向外膨胀时,罐壁会产生垂直方向的收缩,由此生的罐体高度的变化,会引起通过测空法计算出的储罐液位产生士0.2%左右的误差。
2>温度引起油罐参照高度的变化:钢板具有热胀冷缩的特性,用钢板包围的油罐及稳定管也具有同样的特性,其径向和纵向量度因气温或油温的变化而发生改变。尽管在计量中考虑了钢板热膨胀系数,但并没有修正因热膨胀引起的油罐罐壁及浮顶罐稳定管在垂直方向的变化,即参照高度的变化。油罐罐壁及浮顶罐稳定管因热膨胀导致的计量误差为士0.030%~±0.130%,这种变化对计量结果的影响随罐高及油罐直径的增大而增大。
3.2单点测温影响液位的准确度
长期以来,温度测量常不如液位测量受到重视,在选用雷达液位计时,往往选用单点温度计。不论油罐大小,1℃温差将会使测量的净容积产生0.07%左右的误差液位是相对于一定温度下的液位。在大型储罐中,油品具有较大的纵向温差,液体的温度通常随液位高度而变化,尤其是安装了加热器而无搅拌设施的原油储罐,靠近加热器处的油品温度ZUI高,而远离加热器的油品温度则较低。原油罐单点插入式温度计的测温点在加热器附近,由它确定的平均温度显然偏高。一般来说,原油罐纵向温差高达3C是正常的,由此导致的计量误差可能会达到0.21%。
由于油罐自动温度计不能提供较*的平均温度,因此,在许多情况下,使高性能的雷达液位计的综合容积(质量)测量*度受到较大影响。所以应采用自动油罐平均温度测量系统取代单点温度计,或使用多点式温度计,可以有效减少温度分层对平均温度测量结果的影响
4.工程设计选型和安装
雷达液位计的工程设计选型中需要结合现场工况条件,从各方面综合考虑,主要依据以下几方面的要求
(1)所测的罐如果是精度要求在过程级的缓冲罐或者过程罐,可选用精度在士3mm左右的雷达液位计,如果所测罐是计量交接用的则属于贸易级精度,要选用精度等级更高的雷达液位计。
(2)天线的选择非常重要,一般来说天线的类型主要有抛物面型、平面型、杆式、喇叭型。
1>抛物面型天线适用于罐内测量
2>平面型天线适用于导播管内测量
3>杆式天线可用来对腐蚀性较高的介质
以及较窄的安装短管内进行高精度测量。
4>喇叭型天线适用于罐内,由于储罐和安装短管的几何尺寸限制而不允许使用抛物面天线的场合。
(3)在选定雷达液位计天线的类型后,还要对天线的尺寸进行合理的选择。因此,在选用雷达液位计时,要参考所选用品牌提供的产品资料,根据所要测量的储罐的高度,合理地选择天线的尺寸。
(4)如果要求防爆,则要选用隔爆型或本安型。
(5)在罐体内腐蚀性强以及高温的情况下,还需考虑液位计的抗腐蚀性和耐高温性。
5.结束语
雷达液位计测量部分无可动部件,与测量介质不直接接触,可以降低使用和维护费用。而且温度、压力、物料特性等因素对微波的影响甚微,这使雷达液位计具有**的应用范围,测量介质可以是原油、沥青、汽油、柴油等。雷达液位计提供的自诊断功能和多种通信接口,可根据错误代码来分析故障,使维抑、校正更加方便、准确。雷达液位计以其高精度、低维护量、开放性等优点,使它在大型储油罐中具有很高的应用价值。
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