球罐液位測量新方法

大噸位球罐料位測量新方法

---美國KM公司貼片式重量料位計

         球罐作為一種大容量、承壓的球形儲存容器，在石油煉制工業和石油化工中廣泛應用于用于貯存和運輸液態或氣態物料。對于球形容器，通常采用雷達、磁致伸縮等測量方法，通過測量物料的物理特性來獲取物位信息。

由于球罐中間半徑大，上下端半徑小，導致測量結果為非線性，很難實際反映出內部實際物料的數量。而且球罐內部存在高壓，通常具有易燃易爆等特性，安裝和維護設備也較為困難。客戶想要尋找一種簡單便捷的測量方法獲取物位信息。

一、現場問題描述

客戶現場有8個3000m³的球罐，內部裝有用于生產丁辛醇的原料——丙烯。原先采用的雷達液位計每年需要定期維護，維護時需要移轉罐體內的丙烯且不能抽取干凈，維護人員安全不能保證，并且由于丙烯的市場價格較高，每次維護庫區都會損失20萬以上的丙烯原料。對于此種方案維護費用大但尋找不到合適的方案解決。

1 現場八個3000m³的球罐

二、提出方案

根據客戶的需求，KM公司提出了貼片式重量料位計技術，這種技術并不通過測量液位本身特性獲取物位高度，而是通過外部測量整個容器的重量來獲取物位信息。這種方法將物位計外置于料倉外部，巧妙的解決了設備安裝維護帶來的困擾。

貼片式重量物位計核心部件是一個高靈敏度的貼片式稱重傳感器。只要用2個螺栓將Microcell 傳感器固定在容器支撐結構上時，該容器即可成為一個稱重系統。往容器內加載物料即會壓緊應變片，改變傳感器內電阻，進而產生與物料重量變化相稱的電信號。

圖2 美國KM公司的Microcell傳感器

三、方案設計

現場料倉3000m³，物料密度大約在0.515左右，zui大容量大約為1500T，為了防止爆倉zui大加載量控制在1200T以內。我們現場觀察，料倉有12個圓管鋼作為支撐腿，材質為碳鋼，支撐腿尺寸為630mm X 16mm。支撐腿之間有少量的加強筋保持設備的穩固，基本沒有其他大型剛性連接，整個料倉結構非常適合貼片式稱重系統的安裝。

圖3 料倉基本結構示意圖

我們根據客戶提供的數據得到以下參數：

         總重：3000m³ x 0.515 kg/m³＝1500T；

         支腿截面積：3.14 x 630mm x 16mm＝31651.2mm²；

         1000T時的壓強：1,000,000kg /(12 x 31651.2mm²)＝2.63kg/mm²；

         800T時的壓強：800,000kg /(12 x 31651.2mm²)＝2.11kg/mm²；

         500T時的壓強：500,000kg /(12 x 31651.2mm²)＝1.32kg/mm²；

圖4 直撐式料倉精度表

根據直撐式精度表可得：

         1000T精度在2.8％；即精度在+/-28 T左右

         800T精度在3.5％；即精度在+/-28 T左右

         500T精度在4.2％；即精度在+/-21 T左右

結論：這個系統結構可靠，符合現場的使用要求。

四、項目實施

     12個Microcell傳感器分別固定在12個料倉支腿上，并將傳感器發出的高靈敏度壓差信號送入Kistler-Morse公司專門設計的稱重顯示控制器中，經過濾波、發送、信號轉換的方式輸出為4～20ma信號，接入客戶的上位機系統中。

圖5 Microcell傳感器安裝位置示意

五、數據測試

現場料倉容量巨大，如果直接校準耗時耗力。KM公司的稱重顯示控制器自帶免砝碼校準功能，只要簡單幾個步驟，就可以在極短的時間內快速校準設備，使其進入正在工作狀態。

我們往料倉中加料觀察線性，如果產品線性良好則證明產品的精度較好。我們使用罐車往料倉中打物料，每次打入22T并觀察重量變化。經過測算，在內部有800T物料情況下，每加載22T物料誤差僅為1T，在大量加載卸載物料情況下，誤差在精度滿足設計要求的3.5％。

六、結論

由此可見，美國KM公司貼片式稱重料位計非常適合統計這種大容量球罐液位變化，并且系統安裝簡單、后續維護便捷、精度可靠、性能穩定，具有非常廣泛的應用。

如果您有任何疑問，可以和Kistler-Morse公司技術人員。

：sales@kistlermorse.com.cn