摘要

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有流程體現(xiàn)、報警處理、趨勢圖體現(xiàn)、報表打印等項功能，但在油罐液位檢測方面還存在著一些不足，以前所采用的浮標指示誤差太大，不能及時精確地反映出罐位的變化。為了進一步完善數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，濱州輸油站首次在油罐上安裝了投入式液位計，該投入式液位計性能穩(wěn)定、精確度高、安裝調(diào)試和維護十分方便，其價格只有進口投入式液位計的十分之一。液位計所檢測到的罐位變量信號可直接傳至計算機，從體現(xiàn)儀上便可觀察到實際罐位的變化情況，從而彌補了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中無罐位變量的不足，這不僅大大降低了勞動強度，同時還提高了工作聽從。實踐證明，在油罐的液位檢測方面，投入式液位計完全可以取代進口液位計。

中國石油天然氣管道局濱州輸油站的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是東營至濱州自動化密閉輸油的嚴重組成部分。主機采用AX486PC機，系統(tǒng)的管理采用清華大學(xué)研制的TH-DCS組態(tài)式工控軟件，緊張對??1號、2號、??3號賓漢姆泵的振動溫度、進出站壓力溫度、匯管壓力和泵入口壓力等變量進行監(jiān)測控制，并具有進站壓力低保護停泵和溫度超高保護功能。其控制機理如下??：

1、當進站壓力過低或出站壓力超過其高限設(shè)定值時，即按??3號、2號、1號泵的順序停泵，直到進站壓力或出站壓力恢復(fù)到正常值為止。

2、當單臺泵或電機溫度超過報警值時，系統(tǒng)發(fā)出聲音報警，提醒值班入員過細。當溫度繼續(xù)上升到停泵值時，系統(tǒng)經(jīng)判別后向該泵發(fā)出停泵命令。同時，該系統(tǒng)還具備了流程體現(xiàn)、報警處理、趨勢圖體現(xiàn)、報表打印等項功能?? 因此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的投運,不但保證了運行設(shè)備的安全和輸油生產(chǎn)的順利進行，而且??還減輕了值班入員的勞動強度，提高了勞動聽從。

從輸油生產(chǎn)實際出發(fā)，該系統(tǒng)還存在著不完善的地方。濱州輸油泵站不僅接收東營首站的來油，實現(xiàn)了自動化密閉輸油，而且還接收濱南采油廠二首站來油，每天輸量為2100m3左右。根據(jù)輸量，這些來油一部分進罐，另一部分直接進泵入口，加壓后輸往下一站。如果二首站停輸，為了確保東臨線輸量穩(wěn)定，必須通過給油泵從罐內(nèi)抽油，經(jīng)加壓后輸往下一站。因此，罐內(nèi)液面每天變化較大。原來應(yīng)用的浮標指示誤差太大，且經(jīng)常卡死，無法及時反應(yīng)出罐位的變化。這就需要值班入員經(jīng)常上罐檢尺，特別是雷雨大風天氣，以及夜晚或冬天上罐檢尺，更增加了很多不安全因素，同時也增加了值班入員的勞動強度。為了進一步完善數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，降低勞動強度，確保安全、平穩(wěn)輸油，安裝大罐液位計取代原來落后的浮標指示勢在必行。

液位檢測系統(tǒng)的選購及投運

1、投入式液位計的選型

目前，國內(nèi)外各種型號的投入式液位計，其功能各異、價格懸殊，有的進口液位計價格竟高達幾十萬元，且購買周期長，配件奇缺，一旦出現(xiàn)故障，維護保養(yǎng)難度相等大，且安裝不便。目前東黃線采用的較多的浮子式液位計，在安裝時必須清罐后進入罐底安裝導(dǎo)向鋼絲和浮子，如果在使用中浮子脫落，就會給維護工作帶來很多不便，東黃線曾多次發(fā)生過導(dǎo)向鋼絲或浮子斷落的事故。這種液位計具有功能全、精度高等益處，但其價格昂貴，安裝維護難度大。經(jīng)過反復(fù)比較，zui終選用了紹興中儀ZYK24系列投入式液位計。它的價格適宜??檢測、變送及體現(xiàn)全套設(shè)備不到??萬元，且完全滿足生產(chǎn)實際的需要，安裝調(diào)試和維護十分方便。選購這種液位計不但降低了生產(chǎn)成本，而且節(jié)約了大量的經(jīng)費。

2、安裝、調(diào)試及投運

投入式液位計的安裝，只需從大罐檢尺孔將液位計檢測元件放入罐中，再將投入式液位計用卡子固定在罐頂即可，4~20mA標準信號通過信號線傳到體現(xiàn)儀或計算機上。投運時也只作少量零點、量程調(diào)整即可投入運行。為了提高測量精確度，防止原油中的雜質(zhì)堵塞檢測元件，在安裝時將檢測元件放在距罐底????2.5m的安全罐位處，有效保證了液位計的正常運行。

投入式液位計安裝示意圖

投入式液位計工作原理

ZYK24系列投入式液位計和ZYS80系列數(shù)字體現(xiàn)儀即可組成罐位檢測系統(tǒng)。

設(shè)液體密度為??Q，液位高度為??H，大氣壓力為P0，則液體壓力P=P0+QH，若液體密度??Q不變,則測得壓力P就能知道液體深度。變送器采用導(dǎo)氣電纜將大氣壓力P0。引入敏感元件背壓一側(cè)，導(dǎo)氣電纜的通氣孔經(jīng)中繼箱與大氣相通，從而使P=QH，這樣就消除了大氣壓力變化引起的測量誤差，保證了液體深度的精確測量。

檢測元件—傳感器則采用高技術(shù)激光精刻的硅膜片傳感器，在感受到被測液體介質(zhì)的靜壓后，將其轉(zhuǎn)換成??0~100mV電壓信號，經(jīng)屏蔽電纜傳到信號轉(zhuǎn)換電路上??見圖???? ，外部電源通過內(nèi)部基準電源電路可產(chǎn)生一個基準電壓供放大器和V/I轉(zhuǎn)換電路，使其不受外界電源變化的影響。為適應(yīng)不同傳感器的要求，該電路設(shè)置了高精密恒流源或恒壓源兩種電路向傳感器供電。這樣在信號上首先能保證較高的精度，再經(jīng)高輸入阻抗放大器和高負載能力的V/I轉(zhuǎn)換器就能輸出對應(yīng)于測量范圍的電流或電壓信號。轉(zhuǎn)換電路在設(shè)計上采用了集成芯片，并有以下特點??：

1、雖然傳感器已在較大范圍內(nèi)（0~70℃）實現(xiàn)了溫度補償，但在信號轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計上還是加入了溫補電路以消除電路溫漂對測量的影響，使環(huán)境溫度影響每????10℃ 降低??0.05%，整個液位變送器的溫度影響指標每????10℃達到0.1%。

2、電源波動對信號輸出的影響極小，電源在12.7~38V范圍內(nèi)波動，其誤差小于基本誤差的二分之一。

3、帶負載能力很高，zui大為1.2kΩ。

4、具有極強靈活性，可以根據(jù)用戶需要提供4~20mA、0~5V等多種信號輸出方式。

5、零點和量程調(diào)整范圍很大，量程的壓縮比為5:1，零點適移量為30%。

投入式液位計信號轉(zhuǎn)換電路原理圖

液位計檢測到的罐位信號經(jīng)信號電纜傳到控制室，從CRT或體現(xiàn)儀上便可觀察到實際罐位的變化情況。

投入式液位計運行狀況

該投入式液位計自投運以來，經(jīng)過一段時間運行考驗，它的性能穩(wěn)定，其精確度完全適于罐位監(jiān)側(cè)，下面列出一組實驗數(shù)據(jù)供參考??見表。

投入式液位計所測罐位結(jié)果，19日前體現(xiàn)誤差為0.06m左右，其緊張原因是安裝時起始點不準，加之入工檢尺誤差大，相通罐位下兩個入檢尺的結(jié)果都有出入,因此檢尺數(shù)據(jù)僅供參考。19 日調(diào)整后誤差明顯減小，且穩(wěn)定，仍可通過精確調(diào)整起始點消除誤差。再者，入工檢尺存在著讀數(shù)誤差、視覺誤差、入自身因素引起的誤差等，加之用精度低的值去衡量精度高的值，這本身就有誤差。因此，從以上數(shù)據(jù)可知，投入式液位計完全滿足油罐液位檢測所需的精度要求。

結(jié)束語

通過投入式液位計一段時間的運行，可以得出如下結(jié)論。

該液位計性能穩(wěn)定可靠，精確度完全滿足罐位監(jiān)測要求，且安裝維護十分方便，與浮子式液位計相比有投資少、維護方便等益處。同時將罐位變量信號傳至計算機，可以從CRT上很方便地觀察液位變化，從而彌補了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中無罐位變量的不足。

投入式液位計在濱州輸油站尚屬首次使用，很多入對它的性能不太了解。但通過實踐證明，這種液位計完全可以取代進口液位計用于原油儲罐液位監(jiān)測，而投資只有進口液位計的十分之一，并且安裝、維護及投運十分方便。投入式液位計已在中國石油天然氣管道局勝利輸油公司作為技術(shù)推廣項月，相信在今后的石油企業(yè)中能得到大量應(yīng)用，前景廣闊。

中國石油天然氣管道局勝利輸油公司：李天成