差壓變送器在油庫計量中的應用

涉及廠商：北京昆侖海岸傳感技術中心
　　　文章涉及領域：石油化工

1 引言

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，因此在油罐液位測量的設計鮮有應用。其實油庫油罐的精確液位，并不十分重要，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），從而防止滿溢。由此分析采用差壓法來測液位（實際為噸數）也不失為一個好的選擇。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，性能價格較高。

2 設計原理

顧名思義差壓式液位計所測量的結果是壓力差，即△P=ρg△h。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=△P·S=ρg△h·S，S不變，G與△P成正比關系。即只要準確地檢測出△P值，就可以得到實際油品的庫存量G，從公式還可知其密度ρ與高度△h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，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。


3 實際應用

在溫州新世紀油庫項目，筆者將此思路應用到實際設計中。

設計條件： 2000m3油罐，直徑d=14.5m，高度h=14m。

一次表：選用溫州市伯特利儀器儀表公司的BTL-1151LT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WP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=π×r2=3.14×7.252=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，最高也只有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。現在因為油罐測量的結果為噸數，而且精度可達到0.2級甚至0.1級，因此，與容積式流量計相比，計量結果更準確。雖然在小數量的油品出入庫時，由于分辨率的原因，測量的結果絕對誤差較大，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。實踐表明其主要優點有：① 安裝維護簡單方便；② 讀數直觀直接明確，可直接讀出油品的庫存量；③ 免除了密度的測定和換算。

4 注意問題

(1) 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-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，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。