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化工生产装置的罐区是整个生产流程中的关键环节，其运行状况直接关系到整个生产系统的稳定性和安全性。罐区通常存储着易燃、易爆、有毒、有害的化工原料和产物，因此，对罐区的监控和管理必须严格，以确保生产安全和环境保护。

 

为了保证罐区的正常运行，化工公司通常会采取以下措施：

（1） 仪表的稳定性和可靠性：化工公司会选用高质量、高精度的仪表设备，如液位计、压力表、温度计、流量计等，确保这些仪表能够准确、稳定地监测罐区内的各种参数，如液位、压力、温度和流量等。

（2） 实时监控系统：建立实时监控系统，通过计算机系统对罐区的运行状态进行实时监控，及时发现异常情况并采取措施。

（3） 安全联锁系统：设置安全联锁系统，当监测到的参数超过安全阈值时，系统能够自动切断进料、启动紧急排放或采取其他安全措施，防止事故发生。

 

化工生产公司应根据自身的实际情况和需求，选择适合的液位计，并定期进行检测和维护，确保罐区的液位监测系统正常运行，以保障生产装置的生产负荷和安全生产。

 

1、丙烯罐区的工艺流程概述

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丙烯罐区是炼油项目储运系统的一部分，输送方式全都是管道输送运入，管道输送运出。某新建丙烯储罐 0. 2×104 m3 共3 座 （球罐），满足设计储存天数 3～5 d 的要求。丙烯为气体分馏装置产物，由气体分馏装置送至丙烯储罐储存，然后通过管输外输。丙烯是塑料厂的原料，储存在丙烯罐区 3×2000 m3球罐 （TOOIA/B/C） 中。图 1 为丙烯罐区原则流程图。

 

设置叁台丙烯原料泵，为保证下游平稳运行，丙烯原料泵采用两开一备。

 

2、液位计

为了确保罐区液位监测的准确性和稳定性，在选择液位计时需要考虑到罐区的工艺要求、介质性质、温度、压力等因素。该装置丙烯球罐每个罐子设有两套伺服液位计，两套雷达液位计，选用 FW-9000NN 系列伺服液位计和罗斯蒙特 5900 系列雷达液位计。

 

2. 1　伺服液位计

FW-9000NN 系列伺服液位计可靠性强、操作方便，广泛应用于油罐、石油、燃料、液位测定、界面测定。

 

2. 1. 1　伺服液位计特点

（1） FW9000NN 系列液位计使用超小型浮子、极细测量钢丝的结构紧凑的线鼓式自动平衡液位计。

（2） 采用将驱动线鼓的伺服装置、储罐数据处理模块、信号传输单元等所有电子设备安装在同一防爆型壳体内的一体式设计和储罐顶式安装。

（3） 液位检测部的信号处理，包括步进电机的控制、液位数据、温度数据，和其他数据，包括异常状态可以通过内置的LCD 显示器显示。

（4） 仪表到控制室之间的通信是 2 线双向数字通信。通过此数字通信，使得信号接收端控制阀门 （接点输入/出控制） 成为可能 （接点输入是和 DIR110NN 罐边组合使用）。此外，4～20 mA 模拟通信也做到了系列化。

 

2. 1. 2　伺服液位计的选型

（1） 根据伺服液位计的工作原理可知，伺服液位计由浮子探测液面后，拉力、重力、浮力形成平衡，而液态丙烯进入球罐后会产生波动或湍流，浮子会随着液面晃动，影响液位的测量，所以设计选型时宜选择安装导向管。

（2） 储存丙烯罐区全都属于易燃易爆区域，因此防爆等级必须满足现场使用要求，防爆等级按照设计要求选用 Exd IICT4，防护等级 IP65。

（3） 伺服 液 位 计 宜 选 用 SIL2 等级 ， 4~20 mA DC+HART（四线制），带标定设备，罐旁指示仪，带电涌防护器 （信号口与电源口），1 路信号 （RS-485） 进 DCS，1 路信号 （4~20 mA）进 DCS 系统，每台液位计输入信号：2 路 4~20 mA DC 压力变送器信号+ 1 路 pt100 平均温度计信号。

 

2. 1. 3 FW-9000NN 伺服液位计的安装

（1） 伺服液位计安装正确与否直接影响伺服液位计的测量精度，如导向管和测量钢丝的不垂直将直接影响伺服液位计的测量精度；导向管的安装过程中，使用铅锤检查垂直度是否满足要求；

（2） 导向管安装过程中要保证导向管焊缝平滑，导向管上钻孔时需双面开孔，均匀对称，检查孔的内表面无渣和毛刺；

（3） 伺服液位计一般通过法兰与球罐进行连接安装，球罐与法兰间通过短管焊接安装。在焊接安装过程中，其法兰倾斜偏角不应超过 1°，以免浮子在升降过程中碰到短管内壁，造成浮子脱落；

（4） 丙烯球罐安装的伺服液位计需在缩径腔和观测腔之间安装维修切断球阀或闸阀。如图 2 所示。

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2. 1. 4　伺服液位计的故障与维护

伺服液位计在工业生产中具有重要作用，它可以准确测量液体的水平高度并对产物的质量控制起着关键作用。然而，伺服液位计也存在故障的可能性，这不仅会对生产过程造成影

响，还可能导致产物质量下降。

 

造成伺服液位计故障的原因有很多，包括供电问题、感应电缆受损、传感器故障等。一旦发现伺服液位计出现故障，操作人员应立即停止生产，并及时排查故障原因。在确定故障原因后，应根据具体情况进行维修或更换部件。

 

为了延长伺服液位计的使用寿命，日常维护也至关重要。定期清洁传感器、检查电缆连接是否良好、定期校准仪器等都是有效的维护措施。

 

2. 2　雷达液位计

2. 2. 1　雷达液位计特点

带导波管阵列天线的 Rosemount 5900 是一款优质的非接触式雷达液位计，用于导波管测量。

（1） 适用于原油、汽油或同类产物；

（2） 符合 OIML R85：2008 的贸易交接精度；

（3） 根据 IEC 61508，通过 SIL 2 和 SIL 3 认证；

（4） 拥有二合一功能，可用于冗余液位测量；

（5） 使用低损耗模式，对管道内部生锈和产物沉积具有耐受性；

（6） 通过 2 线制低电压 Tankbus 进行通讯，以安全简单地安装。

2. 2. 2　雷达液位计的选型

在选择雷达液位计时，确实需要考虑被测介质的特性，以下是一些选型时需要考虑的因素［4］：

（1） 介质特性：包括介质的温度、压力、密度、黏度、腐蚀性等。这些特性直接影响雷达液位计的测量精度和适用性；

（2） 罐体特性：罐体的形状、大小、材质以及是否需要测量多种液体分界面等，这些因素决定了雷达液位计的安装方式和天线类型；

（3） 测量环境：环境的复杂性，如介质易挥发、腐蚀性强、高压、高温等，这些因素会影响雷达液位计的选型。针对该装置的应用场合，雷达液位计的类型选择如下：导波天线雷达液位计：适用于体积较小、形状复杂的罐体或需测量多种液体分界面的场合。导波天线雷达液位计通过导波管将微波信号引导至液面，再反射回来，适合于空间受限或需要精que测量的场合。

2. 2. 3　雷达液位计的安装

（1） 天线的轴线尽量平行于测量罐壁垂直于所测液位表面，利于微波的传播和反射；（2） 安装位置距罐壁距离应大于30 cm，避免将罐壁上的虚假信号误作回波信号；（3） 尽量避开下料区、搅拌器等干扰源，使波束范围内无固定物，提高信号的可信度。

 

2. 2. 4　雷达液位计的故障与维护

雷达液位计主要由电子元件和天线构成，无可动部件，在使用中的故障少，维护量小［5-6］。但是实际使用中也会遇到一些问题：

（1） 选型安装方面：未能正确选型 （天线类型、供电电源、所测物料不合适）；不按标准规范的要求进行安装施工

（安装角度、尺寸、位置等）；

（2） 天线故障：除了物理损坏外，测量环境中有些易挥发的有机物会在雷达液位计的天线上结晶，硫磺、油污、醋酸等，影响雷达波的发送和接收，需要定期检查和清理，处理结晶或油污的时候，切忌天线弯曲变形、铁器刮擦，以免破坏天线表皮、干扰信号外界强电磁波干扰；或者罐底部有管道、支架、搅拌器等对雷达波形成漫反射衍射，导波管内部有毛刺、污油结垢时 （缆式天线有时也会有类似现象），会形成杂波干扰，造成液位数据丢失或者不准现象，需要重新校正液位。

（3） 其他故障

如果工艺正常，又没有毛刺或污垢结晶等，雷达重新上电仍然无法正常显示液位，找不到故障原因时，可以用好的雷达板卡或者底板与之调换，调换前要断电，上电并进行必要的组态，排除板卡电路故障；对常压罐还可以尝试更换新天线。

 

3、液位联锁设计

以丙烯储罐 （T001A） 为例，研究其液位控制，炼油结构丙烯储罐 T001A，该罐设有两套液位计，其中，LT-00101A、LT-00103A 为雷达液位计，LT-00102A、LT-00104A 为伺服液位计。

 

球罐高高液位设置三取二联锁报警，关闭进料、倒料 （进料） 及回流线，以防止冒罐；低低液位 （雷达液位计） 联锁关闭出料管线紧急切断阀及停出料泵，以防止汽蚀。如：丙烯球罐高高液位报警时，球罐下部进料紧急气动阀联锁关闭；当低液位报警时直供下游的原料泵将在控制室远程停泵，其他物料可实现联锁停泵。当火灾及泄漏状态可远程关闭下部进、出料紧急 切 断 阀 。 T-001A 液位 高 高 （LT-00101A、 LT-00102A、LT-00103A），联锁值为 80. 39%（12. 622 m）。当 T001A 液位达到高高联锁值时，三取二联锁关闭罐底收付油切断阀 UV-00102A并发出声光报警。

 

同时，丙烯罐 T001A 液位设置低液位联锁 （LT-00104A），联锁值为 9. 55% （1. 5 m）。在付油线切断阀 （UV-00103A） 回讯全 开 ， 且 LT-00104A 液位 低 低 的 情 况 下 ， 则联 锁 停 泵P001A/B/C， 延时 20 s 关闭 付 油 阀 UV-00103A， 返回 阀UV-00104A。

 

4、切断阀要求

在化工生产中，丙烯球罐的液位控制是确保生产安全和效率的关键环节。为了防止溢料或抽空，丙烯球罐通常会设置高液位和低液位报警系统。当液位达到预设的高液位或低液位时，系统会自动进行进料和出料的切换操作，以维持液位在安全范围内。

（1） 切断阀的特性：所有切断阀都应具备快速紧密关闭的能力，并且具有自动和手动关闭功能。这确保了在紧急情况下，无论是通过远程控制还是现场操作，都能迅速切断介质流动；

（2） 执行机构规格：执行机构的规格应确保在#不利的条件下 （如上游操作压力的 125% 或#大切断差压的 110%，取两者中的较大值） 能够全程动作。这意味着执行机构必须足够强大，能够在高压力或高差压下可靠地操作；

（3） 紧急开关阀：丙烯球罐通常会配备底部紧急开关阀、进料开关阀、出料开关阀以倒罐回流线开关阀。这些阀门在紧急情况下可以迅速切断介质流动，防止事故扩大。

 

5、结 论

丙烯球罐装置液位测量需要综合考虑多种因素，从液位计选择到系统设计，从日常维护到操作培训，每一个环节都对确保丙烯球罐的安全稳定运行至关重要。通过采用先金的液位计测量、实施严格的安全措施和维护程序，可以有效地提升丙烯球罐装置的运行效率和安全性。