摘要：通過(guò)對(duì)儲(chǔ)罐計(jì)量目的、方法的論述，介紹各種儲(chǔ)罐計(jì)量測(cè)量?jī)x表的基本原理、特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合，為儀表的應(yīng)用、選型提供了參考。

油罐是油田煉油廠、油庫(kù)、油品碼頭及石化企業(yè)普遍需要使用的儲(chǔ)存設(shè)備，對(duì)罐內(nèi)液體介質(zhì)(石油化工產(chǎn)品)而言，主要是要測(cè)量其液位、溫度、密度和壓力(帶壓儲(chǔ)罐)等參數(shù)，據(jù)以計(jì)算出儲(chǔ)液的體積及質(zhì)量?jī)?chǔ)量。油罐一般分為中間罐和貿(mào)易罐兩大類，中間罐僅對(duì)液位、溫度和壓力(帶壓儲(chǔ)罐)等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以防止油罐發(fā)生冒頂、抽真空等事故，并不需要交接監(jiān)控計(jì)量；對(duì)貿(mào)易罐內(nèi)介質(zhì)的液位、溫度、密度、體積、質(zhì)量則必須經(jīng)常監(jiān)測(cè)和計(jì)量，且精度要求很高。不同的大小和種類的油罐，所用液位計(jì)的性能特點(diǎn)也不一樣，因此，根據(jù)用戶的需要及投資要求，合理選用液位計(jì)，以便達(dá)到*合理的性能價(jià)格比。

1、常見液位計(jì)的性能特點(diǎn)

1.1 人工測(cè)量尺：

利用浸入式刻度鋼皮尺測(cè)量液位，取樣來(lái)測(cè)量油溫和比重，通過(guò)計(jì)算得到罐內(nèi)儲(chǔ)液體積和重量。這是一種古老的也是至今仍被全**廣泛使用的儲(chǔ)罐計(jì)量方法，它可以用作現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)其它測(cè)量?jī)x表的參考手段。人工液位測(cè)量的精確度一般認(rèn)為是使用的刻度鋼尺精度加上±2mm的人為讀數(shù)誤差。

1.2浮子式鋼帶液位計(jì)

這種液位計(jì)國(guó)外從三十年代就開始使用，至今仍有比較高的市場(chǎng)占有率，其優(yōu)點(diǎn)是觀測(cè)比較直觀、價(jià)格便宜，其缺點(diǎn)是傳動(dòng)部件比較多，易發(fā)生機(jī)械故障，日常維護(hù)量大，對(duì)安裝要求也比較高，需要生產(chǎn)廠家現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)安裝。

對(duì)于投資有限的項(xiàng)目，中、小型罐仍可考慮選用該液位計(jì)，但高度在16m以上的油罐不宜采用，因?yàn)橛凸拊礁?，?duì)安裝平行度、垂直度以及盤簧的質(zhì)量要求也越高；外浮頂罐也不宜采用此種液位計(jì)，因?yàn)槿菀资艿斤L(fēng)的影響，使指針不停擺動(dòng)，導(dǎo)致出現(xiàn)指示不穩(wěn)定并且容易破環(huán)衡力盤簧。另一種光導(dǎo)液位計(jì)也屬于這一行列。這兩種液位計(jì)適用于中小煉廠、小油庫(kù)及中間原料油罐區(qū)。

1.3 伺服式液位計(jì)

伺服式液位計(jì)被廣泛用于儲(chǔ)罐液位的高精度測(cè)量，它是一種多功能儀表，既可以測(cè)量液位也可以測(cè)量界面、密度和罐底。該液位計(jì)基于浮力平衡的原理，用一臺(tái)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)體積較小的浮子，使浮子隨液位或介面變化，能夠精確測(cè)量出液位等參數(shù)。這種液位計(jì)的特點(diǎn)是：

⑴由于不存在滑輪、齒輪的摩擦力，測(cè)量精度比較有保證(±0.9mm)；

⑵由于幾乎沒(méi)有傳動(dòng)機(jī)械部件，可靠性高，同時(shí)故障率比較低；

⑶可以測(cè)量液位、界位、介質(zhì)比重等參數(shù)。其與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，經(jīng)運(yùn)算處理可以給出油罐計(jì)量所需要的各種參數(shù)，如液位、界位、體積、密度、水尺、質(zhì)量等；

1.4 雷達(dá)液位計(jì)

雷達(dá)液位計(jì)是一種智能型測(cè)量?jī)x表，采用了模塊化結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化處理(DSP)，具有良好的兼容性和開放性，并且具有自校正能力和自診斷能力，其原理是應(yīng)用微波入射到液面后的反射波回來(lái)，測(cè)量電磁波從發(fā)射到反射的時(shí)間差計(jì)算電磁波傳播的距離來(lái)測(cè)量液位的，是一種新型的非接觸式液位測(cè)量?jī)x器，其使用特點(diǎn)是：

⑴液位計(jì)與介質(zhì)不接觸，無(wú)可動(dòng)部件，工作十分可靠，故障率低，適應(yīng)范圍廣，尤其適合高粘度、高腐蝕性介質(zhì)的液位測(cè)量；

⑵測(cè)量精度高，安裝簡(jiǎn)單，但與下方不得存在遮擋物體，否則會(huì)影響微波的發(fā)射和接收，只能安裝在罐頂；

⑶被測(cè)介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)、液位的湍流狀態(tài)、介質(zhì)中氣泡的大小，均會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。一般重油只需考慮罐內(nèi)油氣及安裝位置的影響即可，輕油則需要著重考慮介質(zhì)的介電常數(shù)，雷達(dá)液位計(jì)對(duì)介電常數(shù)的要求比較高；

⑷價(jià)格普遍偏高。

1.5 靜壓式液位計(jì)

靜壓式液位計(jì)的工作原理是：利用壓強(qiáng)是液位高度和液體密度的乘積來(lái)測(cè)量壓強(qiáng)而得到液位，因此可測(cè)介質(zhì)的質(zhì)量、體積、密度和液位，其中設(shè)計(jì)*簡(jiǎn)單的HTG(HydrostaticTankGaugings)系統(tǒng)只有一個(gè)變送器，將測(cè)量的壓強(qiáng)乘以儲(chǔ)罐的面積就可以得到液體的重量。早期的靜壓變送器測(cè)量精度低，受環(huán)境溫度影響比較大，所以早期這種液位計(jì)并不被多采用，近些年由于變送器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，目前受到一定程度的歡迎。其使用具有以下特點(diǎn)：

⑴安裝簡(jiǎn)單，可無(wú)動(dòng)部件，工作可靠，日常使用維護(hù)量??；

⑵測(cè)量介質(zhì)的密度、質(zhì)量精度較高，測(cè)量液位精度一般；

⑶有大風(fēng)引起的氣壓變化將影響測(cè)量精度；

⑷不能用于測(cè)量介質(zhì)分層儲(chǔ)罐；

⑸尤其適用于遠(yuǎn)傳信號(hào)和監(jiān)控。

1.6 磁致式液位計(jì)

磁致式液位計(jì)是一種新型的非接觸式的液位計(jì)，是目前精度*高的選擇，可以安裝在油罐的頂部或側(cè)面，其工作原理是利用磁場(chǎng)脈沖波，測(cè)量時(shí)液位計(jì)的頭部發(fā)出電流“詢問(wèn)脈沖”，此脈沖同時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，沿波導(dǎo)管內(nèi)的感應(yīng)線向下運(yùn)行，在液位計(jì)管外配有浮子，浮子可隨液位沿側(cè)桿上下移動(dòng)，浮子內(nèi)設(shè)有一組永久磁鐵，其磁場(chǎng)與脈沖產(chǎn)生的磁場(chǎng)相遇則產(chǎn)生一個(gè)新的變化磁場(chǎng)，隨之產(chǎn)生新的電磁“返回脈沖”，測(cè)定“詢問(wèn)脈沖”和“返回脈沖”的周期便可知道液位的變化。因此，磁致式液位計(jì)是以浮子為測(cè)量元件通過(guò)磁耦合的變化傳遞到指示器，使指示器能夠清晰地指示出液位的高度，液位計(jì)配備有液位報(bào)警器和液位變送器。報(bào)警器可實(shí)現(xiàn)液位的上下限控制及*限報(bào)警，液位變送器可以將液位的變化轉(zhuǎn)換成一定強(qiáng)度的電流信號(hào)。該液位計(jì)使用特點(diǎn)如下：

⑴可動(dòng)部分只有浮子，故維護(hù)量小，安裝比較簡(jiǎn)單，精度也比較高；

⑵可測(cè)量介質(zhì)的液位和溫度，但不適合重質(zhì)(粘度大)油品的測(cè)量；

⑶在工程實(shí)際安裝時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)安裝時(shí)的底部固定問(wèn)題，而且越長(zhǎng)的測(cè)量范圍，實(shí)際安裝越復(fù)雜；

⑷價(jià)格非常高昂。

1.7超聲波液位計(jì)

罐外用超聲波液位計(jì)由主機(jī)、探頭、金屬結(jié)構(gòu)件3部分組成，它主要是用于對(duì)鐵路罐車、汽車罐車及臥式罐等的液位測(cè)量。超聲波液位計(jì)原理是采用了超聲波在罐外穿透罐壁及液體的方法，通過(guò)接收液體表面回波信號(hào)，測(cè)出液面高度。這種液位計(jì)采用712mhz晶振和專制晶閘管，發(fā)射功率大，接收靈敏度較高，能接收到2次穿透金屬罐壁與液體后反射回的超聲波信息；具有液位超上限和低于下限的聲光報(bào)警，防震、防腐、防雷、防爆性能良好；主機(jī)電源設(shè)計(jì)先進(jìn)，保證主機(jī)工作電流為1mA，防止多出電壓共用地線出現(xiàn)對(duì)液晶屏幕干擾現(xiàn)象發(fā)生，超聲波液位計(jì)通過(guò)了高低溫、振動(dòng)、運(yùn)輸進(jìn)程和防電磁干擾試驗(yàn)，保證在我國(guó)地理環(huán)境復(fù)雜的條件下正常使用。罐外用超聲波液位計(jì)尤其適用于鐵路罐車液體充裝過(guò)程中的充裝量多少的監(jiān)督控制，保證用戶向罐內(nèi)充裝的液體容量控制在鐵路罐車安全運(yùn)輸容量，但是其高昂的價(jià)格目前很難實(shí)現(xiàn)普及應(yīng)用。

2、常見液位計(jì)性能比較和適用介質(zhì)

3、選用液位計(jì)的原則：

⑴油罐容積：對(duì)大型罐(10000～100000m³)及比較大液化氣罐可選用性能較高液位計(jì)，中小罐可選用一般液位計(jì)；

⑵油罐用途：貿(mào)易罐應(yīng)選用高精度液位計(jì)，中間罐可用一般液位計(jì)；

⑶介質(zhì)特性：儲(chǔ)存粘度大的介質(zhì)(如重油)時(shí)，應(yīng)盡量采用與被測(cè)介質(zhì)不接觸或少接觸類型的液位計(jì)，如雷達(dá)式、超聲波式和磁致式液位計(jì)，輕油可采用一般液位計(jì)；

⑷用戶實(shí)際需要：如果用戶要求計(jì)量精度高而投資限制少,可以采用性能好的液位計(jì)，一般情況下，老罐區(qū)改造或更新可結(jié)合原有液位計(jì)使用維護(hù)情況考慮選型，盡量統(tǒng)一選型。