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雷达液位计在甲醇贸易计量中的应用探讨

作者: 来源: 发布时间:2017-06-28 10:52:09

摘 要:从甲醇贸易交接雷达液位计使用中存在的问题出发,针对公司实际应用情况,分析影响雷达液位计计量准确度的原因,提出相应的解决方案,保证雷达液位计应用的准确可靠性。实现了出厂产品雷达液位计在贸易交接中的应用。

前言
        贸易交接计量的准确与否直接关系到供需双方的利益。雷达液位计由于其高精度在出厂油品贸易交接中已经得到普遍应用,然而在应用过程中存在一些问题,如何解决这些问题是关系到计量是否满足预期要求的关键,公司通过对甲醇出厂产品计量设施改造,对影响其准确度的原因进行分析,查找解决方案,实现了出厂产品自动定量装车和雷达液位计贸易交接。

1 出厂产品计量状况
        南阳能源化工有限公司加工原油约 50 万 t/a。出厂产品主要有汽油、柴油、200 # 溶剂油、渣油、液化气、丙烯、润滑油等。其中汽油约 11 万 t,柴油 12 万
t,200 # 溶剂油 1. 3 万 t,润滑油 5 万 t。甲醇出厂装车有发油口 13 个,承担柴油、汽油、溶剂油、润滑油等油品的发放销售,2009 年公司对甲醇出厂 13 台液位计进行了更新改造,以国产雷达液位计取代了腰轮液位计。选用的是上海一诺的 LZYN DN80 的雷达液位计。但改造后通过雷达液位计—磅秤数据对比,误差大部分超过 ± 0. 3%,由于雷达液位计的稳定性差使液位计一直无法投用,出厂以汽车衡计量作贸易交接。

2 计量设施改造实施情况
        2011 年 5 月中石化炼油事业部下发了《关于炼油企业计量设备配备的指导意见》,提出“产品出厂应选用雷达液位计、汽车衡进行计量交接。推荐应用定量装车系统以实现装载、计量的全过程监控”。结合公司油品出厂实际情况,选择采用雷达液位计定量装车计量改造。2012 年总部计量设施整改,先后对公司出厂轻燃(柴油)、汽油、溶剂油、润滑油等液位计和发油工艺设施进行了更新改造。改造后甲醇出厂产品雷达液位计选用艾默生公司生产的传感器型号 CMF300,变送器为 1700 的高准确度雷达液位计,液位计检定常用液位点最大误差 < ±0. 2%,实现了自动定量装车和雷达液位计贸易交接。

3 雷达液位计存在的问题及解决方案
        南阳能源有限公司出厂产品计量设施整改后,投用初期遇到一些问题,下面介绍甲醇出厂雷达液位计的应用情况。

        甲醇出厂雷达液位计投用后,每天做好雷达液位计与磅秤计量数据的对比分析工作,当液位计与磅秤比对误差 < ± 0. 2% 时以雷达液位计贸易交接,当液位计与磅秤比对数据≥ ± 0. 2% 时,以磅称数据结算。但通过对比数据可以看出,由于雷达液位计和磅秤误差0. 2%,且液位计量大于磅秤量,出厂基本以磅秤结算,如何实现雷达液位计贸易交接,降低出厂产品销售损失成为急待解决的问题。

        为查找雷达液位计误差大的原因,特邀请中石化计量专家到现场从雷达液位计安装、工艺使用条件、计量维护管理等方面进行原因分析和处理。

3. 1 雷达液位计通讯存在问题
        雷达液位计的瞬时液位、累积液位、温度、密度、零点等重要信号要实时监控和记录,供企业各类管理系统开发使用,当发生计量纠纷时可调出实时记录曲线进行分析判断,用数据说话,打消客户的异议。公司存在最主要的问题就是无实时监控和记录,建议尽快解决雷达液位计 RS485 通讯,解决监控和记录问题。

        解决方案:雷达液位计 RS485 通讯改造,在操作室内增设一台微机,通过串口服务器与现场雷达液位计变送器连接,考虑现场液位计的布局和通讯的实时可靠性,13 台液位计分 4 条总线(屏蔽电缆),每条总线最多连接 4 台液位计,其中北边的 12台液位计每四台一条总线电缆,南边的 1 台液位计单独一条电缆。

        雷达液位计通讯设置采用 Modbus RTU 模式,波特率 9600、8 位数据位、1 位停止位、odd 奇校验位。

        改造后每台雷达液位计的数据(瞬时液位、累积液位、标准零点)、重要工艺参数(如密度、温度等)上传至微机进行记录。在控制室操作终端上形成实时、历史曲线记录,方便计量维护;当液位计—磅秤对比误差大、出现计量纠纷时,为差量的分析提供有利的数据。方便分析查找原因,解决纠纷。

3. 2 雷达液位计工艺存在问题
        ① 现场回流线安装在1 # 发油口之前,也就是1 # —12 # 口发油系统没有回流线,造成雷达液位计使用时是否满管不确定,存在计量误差。最主要的是末端 11 # 、12 # 口由于没有回流造成发油时管线振动大。雷达液位计输出的信号就是流体的振动与管线振动的合成信号,这使仪表测量数据忽大忽小,导致仪表测量误差,其误差可达 1. 0% 以上,如不改造,雷达液位计将无法使用。

        解决方案:为解决发油系统回流线存在的问题,减少管线震动对雷达液位计引起的测量误差,对系统回流线进行改造,把它安装在工艺系统的最末端即 12 # 发油口处。

        ②现场过滤器离雷达液位计太近,经过雷达液位计时会产生气泡并对雷达液位计产生冲刷,测量管夹带气体,雷达液位计测量会产生偏差,影响雷达液位计的测量准确度。解决方案:拆除安装在单个雷达液位计前的过滤器,在汽柴油总线上安装消气过滤器。

        ③现发油装车系统压力是通过返回线进行控制,其中 93 # 汽油、0 # 柴油采用了压力变送器、调节阀组成的压力自动控制系统,90 # 汽油回流线、- 10 #柴油回流线、溶剂油回流线现采用的是现场自力式调节阀,且现场无就地压力表,没法观察发油系统压力变化。对雷达液位计测量准确度有影响。

        解决方案:90 # 汽油回流线、- 10 # 柴油回流线、溶剂油回流线现场增加压力变送器和就地显示压力表,并更换气动薄膜调节阀,实现了压力自动控制。

        ④雷达液位计安装后初次检定时(在线称重检定),曾出现误差 > 0. 2% 的现象,当时就通过下调雷达液位计斜率进行了误差修正,但投用后发现雷达液位计和磅秤对比误差0. 2%,无法使用。
解决方案:经过检查发现装车系统呼吸阀堵,造成发油结束时鹤管中的油品不能完全卸到检定计量罐中,造成检定误差大,通过更换系统呼吸阀,恢复雷达液位计斜率为出厂值,重新检定后,雷达液位计符合准确度要求。

3. 3 雷达液位计安装存在问题
        ①振动对雷达液位计准确度的影响。雷达液位计前管线弯头太多,直管段和金属软管太短,装车台二层工艺管线无固定措施,发油时易造成管线剧烈振动。这些振动源的振动频率会影响雷达液位计测量管的振动频率,引起液位计的异常振动和零点漂移,造成计量误差。

        解决方案:增加金属软管长度为 800 mm,在雷达液位计的前、后分别加装 10D 的直管段,改造工艺管线减少雷达液位计前的弯头,与此同时对二层工艺管线进行固定。减少振动对雷达液位计准确度的影响。

        ②应力对雷达液位计准确度的影响。雷达液位计传感器安装存在两边法兰不对中,工艺管线与测量管之间的密封垫片偏心,传感器前后工艺管道没安装管托固定支撑,易对传感器产生应力影响测量准确度。

        解决方案:在雷达液位计安装时保证测量管与工艺管线水平同心,螺栓紧固均匀,采用加厚橡胶垫代替普通石棉垫,前后安装固定支撑,以防止雷达液位计由于安装受到外力的压迫,减少应力的影响。

3. 4 雷达液位计零点问题
        检 查柴油4 # 、6 # 口雷达液位计的活零点在-0. 123 ~ -0. 025 t/h 变化,有时不漂,发现雷达液位计存在零点漂移现象。造成零点漂移的原因很多,如管道振动,管道应力和扭曲,液体中含有固体颗粒或气泡,流体的温度、密度、黏度发生变化等,都会使雷达液位计的零点产生漂移。雷达液位计的零点漂移是其重复性好坏的决定因素,并直接影响测量结果。

        解决方案:在日常维护中要密切关注零点变化。当“活零点”变化较大时考虑管线应力等的影响并及时消除,调零前观察雷达液位计的“活零点”是否稳定,在“活零点”稳定,并将小信号切除数值置零后,才能进行零点调校。每季度进行一次零点校准。在调零时,必须在将液位计正确安装并充分预热,使其在工作液位下运行一段时间,一般≥30 min,排出气泡并使测量管内充满待测流体,然后关闭液位计的出口阀和入口阀,连续调 3 次以上。
 

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