詳細(xì)介紹
一,、概述
Endress+Hauser(恩德斯+豪斯,簡稱E+H公司)是一家世界著名的性集團(tuán)公司,,專業(yè)生產(chǎn)物位,、流量、壓力,、溫度,、密度、水分析和環(huán)境監(jiān)測,、現(xiàn)場通訊,、記錄儀、數(shù)據(jù)采集,、系統(tǒng)和罐區(qū)和中小型FCS系統(tǒng)等,。其于罐區(qū)的雷達(dá)液位測量系統(tǒng)*特色,突出體現(xiàn)了“以人為本"的設(shè)計理念,。
該測量系統(tǒng)以單個儲罐作為一個測量系統(tǒng)單元,,罐旁指示儀NRF590作為測量系統(tǒng)單元核心,所有儲罐上的測量儀表如雷達(dá)液位計,、平均溫度計,、壓力變送器等都設(shè)計成本安防爆型儀表,接入罐旁指示儀的本安接線腔,,罐旁指示儀的隔爆接線腔具有可選的各種數(shù)字總線輸出(如MODBUS RS-485,、V1等)、可選的4-20mA模擬量輸入輸出和開關(guān)量輸入輸出等,,連接到控制室上位系統(tǒng),。
FMR50雷達(dá)物位計
二、工況介紹
E+H公司雷達(dá)液位計分為計量級高精度雷達(dá)液位計Micropilot S FMR5xx系列,、控制級雷達(dá)液位計Micropilot M FMR2xx系列以及纜式雷達(dá)Levelflex M FMP4x系列等三大系列,,每系列各有不同類型的雷達(dá)天線,適用于不同的應(yīng)用工況,。本文就煉油廠罐區(qū)不同類型的儲罐,,展開論述其適用的雷達(dá)液位計以供參考。
煉油廠罐區(qū)主要分為原油罐區(qū),、汽油罐區(qū),、柴油罐區(qū)、航空煤油罐區(qū),、燃料油罐區(qū),、重油罐區(qū)、瀝青罐區(qū)和液化氣球罐區(qū)等,,還有一些其它輔助儲罐如MTBE儲罐,、掃線儲罐、污油儲罐,、消防水罐等,。
原油罐區(qū)主要是5、10萬立方米的外浮頂罐,,也有2萬立方米左右的拱頂罐,,一般在儲罐底部裝有加熱盤管,對原油進(jìn)行加熱保溫,。在外浮頂原油罐上一般推薦使用于導(dǎo)波管的FMR532平面天線雷達(dá)液位計(精度±1mm,,測量距離1~38m)安裝于儲罐的導(dǎo)向柱上,導(dǎo)向柱要求為DN150,、DN200,、DN250或DN300固定內(nèi)徑的金屬管,且在側(cè)壁對開兩排小于1/10管徑的圓孔,、孔距應(yīng)不小于30cm,。FMR532雷達(dá)液位計的平面天線實(shí)際上是由若干個小天線組成的天線陣列,由其發(fā)射的雷達(dá)波能量集中在導(dǎo)波管的中間,,與管壁接觸部分能量很小,,因此受導(dǎo)波管粗糙的內(nèi)壁的影響很小,能夠很好的抵抗原油掛壁對測量的影響,。在拱頂原油罐上一般推薦使用FMR540小拋物面天線雷達(dá)液位計(精度±1mm,,測量距離1~40m),其小拋物面天線的尺寸只有DN200,,雷達(dá)波束角只有4度,,因此可以安裝在非??拷薇诘牡胤剑?0m的儲罐為例,,可安裝于離罐壁0.7m的位置而不受罐壁影響,。
汽油罐區(qū)一般是2萬立方米以下的內(nèi)浮頂罐,推薦使用于導(dǎo)波管的FMR532平面天線雷達(dá)液位計(精度±1mm,,測量距離1~38m)安裝于儲罐的導(dǎo)向柱上,,對于小于DN150的導(dǎo)波管如DN100、DN80,,可選用FMR530喇叭天線雷達(dá)液位計(精度±1mm,,測量距離20m)。
柴油罐區(qū),、航空煤油罐區(qū)一般是2萬立方米以下的拱頂罐,,一般推薦使用FMR540小拋物面天線或小喇叭天線雷達(dá)液位計(精度±1mm,測量距離1~40m),。
燃料油罐區(qū),、重油罐區(qū)一般都是2萬立方米以下的拱頂罐,一般在儲罐底部裝有加熱盤管,,對油品進(jìn)行加熱保溫,,可參照柴油罐區(qū)、航空煤油罐區(qū)選用FMR540小拋物面天線或小喇叭天線雷達(dá)液位計(精度±1mm,,測量距離1~40m),。
瀝青罐區(qū)一般是帶加熱盤管的拱頂罐,罐內(nèi)溫度可達(dá)攝氏150多度,,而且容易在雷達(dá)天線上產(chǎn)生結(jié)焦,。這種工況下一般推薦FMR533大拋物面天線雷達(dá)(精度±1mm,測量距離1~38m),,其拋物面為DN450,,可有效抵抗瀝青在天線上結(jié)焦所產(chǎn)生的影響,長期穩(wěn)定可靠工作,。
液化氣球罐區(qū)一般是1000立方米左右2.5MPa以下的高壓常溫球罐,,推薦使用FMR532平面天線雷達(dá)液位計(精度±1mm,測量距離1~38m)安裝于球罐的DN150導(dǎo)波管上,,在雷達(dá)與球罐導(dǎo)波管之間加裝一臺同徑手動球閥,。當(dāng)然在這種工況下有比雷達(dá)更適合的測量儀表,那就是E+H公司的伺服液位計NMS5(精度±0.7mm,,測量距離1~36m),,在此就不做論述了。
對于一些其它輔助儲罐如MTBE儲罐,、掃線儲罐,、消防水罐等可采用纜式雷達(dá)Levelflex M FMP40(精度±3mm,,測量距離35m)。而污油儲罐可參考燃料油罐區(qū),、重油罐區(qū)選用FMR540小拋物面天線或小喇叭天線雷達(dá)液位計(精度±1mm,,測量距離1~40m)。
以上雷達(dá)液位計均通過本安防爆HART通信協(xié)議連接到罐旁指示儀NRF590的本安接線腔,,因此在罐上都可以帶電開蓋,進(jìn)行在線調(diào)試維護(hù)等操作,。又因?yàn)椴捎肏ART數(shù)字通信,,而不是傳統(tǒng)的4-20mA,所以液位測量值沒有任何傳輸誤差,。
三,、罐旁指示儀
罐旁指示儀NRF590作為測量系統(tǒng)單元核心,為雷達(dá)液位計和其它可選的罐區(qū)儀表如平均溫度計,、壓力變送器等提供本安電源,,采集所有與之相連的罐區(qū)儀表的測量值,進(jìn)行各種儲罐數(shù)據(jù)的計算與補(bǔ)償,,并實(shí)時顯示測量值與自診斷信息等,,通過各種可選的數(shù)字現(xiàn)場總線(如MODBUS RS-485、V1等)與控制室罐區(qū)管理系統(tǒng)相連,。
罐旁指示儀NRF590內(nèi)部集成了安全柵電路,,從本安接線腔接入的現(xiàn)場信號經(jīng)過安全柵電路進(jìn)入NRF590進(jìn)一步處理,然后通過現(xiàn)場LCD顯示面板顯示,,并通過現(xiàn)場總線輸出到控制室,。這種設(shè)計方式既集成了面向儲罐現(xiàn)場的本安防爆子系統(tǒng),同時又集成了面向控制室的隔爆子系統(tǒng),,在不增加測量系統(tǒng)復(fù)雜性的前提下,,大大提高了測量系統(tǒng)的安全性及可維護(hù)性。
罐旁指示儀NRF590支持HTG靜壓式儲罐測量系統(tǒng)和HTMS混合式儲罐測量系統(tǒng),,接入可選的壓力變送器,、平均溫度計等,完成油品密度計算,、罐體溫度變形修正,、罐體靜壓力變形修正等儲罐算法,從而向用戶提供更加專業(yè)精準(zhǔn)的儲罐實(shí)時數(shù)據(jù),。
罐旁指示儀NRF590采用了各種開放技術(shù)如HART通信協(xié)議,、MODBUS RS-485現(xiàn)場總線輸出、系統(tǒng)軟件可升級技術(shù)等,,同時十分重視本地化進(jìn)程,,現(xiàn)場顯示操作擁有可選的中文菜單等,,從用戶的角度出發(fā),真正實(shí)現(xiàn)了用戶投資效益實(shí)用安全,。
四,、系統(tǒng)構(gòu)成
E+H公司全新的罐區(qū)上位系統(tǒng)TankVision集成了*工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、跨平臺的Web Server與Java技術(shù),、支持標(biāo)準(zhǔn)的HTML語言和XML語言,,支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS RS-485和MODBUS TCP/IP協(xié)議,采用模塊化,、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,,共有3類模塊:Tank Scanner、Data Concentrator和Host Link,。這些模塊通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)連接在一起協(xié)同工作,。
Tank Scanner接收一路從現(xiàn)場罐旁指示儀NRF590輸出的現(xiàn)場總線信號(如MODBUS RS-485總線,一條總線可連接15臺罐旁指示儀NRF590),,采集各儲罐的液位,、溫度、密度等現(xiàn)場信號,,根據(jù)用戶定義的罐量計算標(biāo)準(zhǔn),、儲罐容積表、各信號報警點(diǎn)等,,進(jìn)行罐量計算,、報警檢測、歷史數(shù)據(jù)存儲,、報警與事件存儲,、生成報表等,并通過內(nèi)置Web Server向外發(fā)布,。也就是說,,多臺上位計算機(jī)(Windows系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)等)通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器(如IE,、Firefox,、Opera等)就能同時瀏覽Tank Scanner中各儲罐的實(shí)時信息。
Data Concentrator用于收集多個Tank Scanner的數(shù)據(jù),,如煉油廠罐區(qū)具有數(shù)十個Tank Scanner,,上位計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器只須訪問Data Concentrator,就能管理整個罐區(qū),。
如果需要把罐區(qū)數(shù)據(jù)送入DCS/PLC系統(tǒng),,就要用到Host Link,Host Link根據(jù)用戶定義的數(shù)據(jù)項(xiàng)采集各Tank Scanner中各儲罐的數(shù)據(jù),通過MODBUS RS-232/485或MODBUS TCP/IP協(xié)議送入DCS/PLC系統(tǒng),。
TankVision同時集成了遠(yuǎn)程調(diào)試與診斷技術(shù),,通過Internet或Intranet運(yùn)行E+H公司新開發(fā)的企業(yè)資產(chǎn)管理軟件Fieldcare或調(diào)試軟件ToF Tool就能調(diào)試與診斷現(xiàn)場的罐區(qū)儀表如罐旁指示儀NRF590、各種雷達(dá)液位計,、平均溫度計等,。
五、結(jié)束語
當(dāng)今世界石油資源越來越寶貴,,在石油的煉制儲運(yùn)過程中各環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗就顯得非常重要,,而我國的煉油企業(yè)對煉油裝置的相關(guān)技術(shù)改造的同時,對罐區(qū)的自動控制與管理也越來越重視,。在這種背景下,,從中國用戶的實(shí)際出發(fā),結(jié)合世界工業(yè)自動化領(lǐng)域的*技術(shù),,突出 “以人為本"的設(shè)計理念,,貫徹本地化,、專業(yè)化的思路大力推廣新型雷達(dá)測量系統(tǒng)在煉油廠罐區(qū)的應(yīng)用,。本文是作者在實(shí)際工作中的一些經(jīng)驗(yàn)所得,望起到“拋磚引玉"之功效,,為我國煉油廠罐區(qū)的自動化測量水平更上一層樓而多做貢獻(xiàn),。
FMR50雷達(dá)物位計