淺談提高儲(chǔ)罐液位采集全準(zhǔn)率

徐金鳳

摘 要 輸氣分廠輕烴儲(chǔ)備站主要擔(dān)負(fù)著壓氣站輕烴產(chǎn)品的接收、儲(chǔ)存和外銷(xiāo)任務(wù)，目前管理著400m3球罐6臺(tái)，100m3臥罐9臺(tái)，均采用雷達(dá)液位計(jì)計(jì)量，自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行通過(guò)DCS界面監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了輕烴儲(chǔ)罐的高液位報(bào)警聯(lián)鎖自動(dòng)控制。儲(chǔ)罐液位采集全準(zhǔn)率是輕烴儲(chǔ)銷(xiāo)的核心指標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年儲(chǔ)罐液位數(shù)據(jù)全準(zhǔn)率為90.6%，同比明顯下降。為此，從源頭著手優(yōu)化出最佳的消除干擾措施，最大限度地降低儀表故障的發(fā)生幾率，力求提高儲(chǔ)罐液位采集全準(zhǔn)率，真正體現(xiàn)其智能化、精度高的特點(diǎn)，為生產(chǎn)提供精準(zhǔn)的過(guò)程控制依據(jù)。

關(guān)鍵詞 雷達(dá)液位計(jì) 儲(chǔ)罐液位 采集全準(zhǔn)率

中圖分類(lèi)號(hào)：TE972.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1現(xiàn)狀

輸氣分廠輕烴儲(chǔ)備站管理的6臺(tái)球罐、9臺(tái)臥罐液位均采用雷達(dá)液位計(jì)計(jì)量，通過(guò)其附屬的自動(dòng)化設(shè)備，包括氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥59塊、變送傳感器等，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化自動(dòng)采集。日常工作中，自動(dòng)化儀表應(yīng)保持定期維護(hù)調(diào)校，現(xiàn)場(chǎng)儀表、自動(dòng)閥必須與所測(cè)實(shí)際相符。目前儲(chǔ)罐液位數(shù)據(jù)全準(zhǔn)率為90.6%，2018年勝利油田基層“三基”創(chuàng)建《考核細(xì)則》中規(guī)定。通過(guò)對(duì)2017年輕烴儲(chǔ)罐自控系統(tǒng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，雷達(dá)液位計(jì)故障率高是造成儲(chǔ)罐液位采集全準(zhǔn)率低的主要原因。

2現(xiàn)狀分析

2.1目標(biāo)值分析

將2017年儲(chǔ)罐液位采集全準(zhǔn)率較低的7～9月稱為低效期，將運(yùn)行率較高的3～5月稱為高效期。2017年儲(chǔ)罐在低效期的平均全準(zhǔn)率為91.1%，高效期的平均全準(zhǔn)率為95.1%。造成儲(chǔ)罐全準(zhǔn)率低的主要問(wèn)題是現(xiàn)場(chǎng)雷達(dá)液位計(jì)故障，如果雷達(dá)液位計(jì)故障100%被解決，儲(chǔ)罐全準(zhǔn)率可提高到98.1%，即使雷達(dá)液位計(jì)故障解決85%，儲(chǔ)罐全準(zhǔn)率也可提高到97.2%，因而，將DCS系統(tǒng)全準(zhǔn)率提高到95.5%可行。

2017年高效期中4月和5月儲(chǔ)罐全準(zhǔn)率兩次達(dá)到95.5%以上，因此，儲(chǔ)罐液位采集全準(zhǔn)率達(dá)到95.5%的目標(biāo)值是可行的。

2.2現(xiàn)場(chǎng)分析

雷達(dá)液位計(jì)故障主要表現(xiàn)為：液位顯示不準(zhǔn)確、不能正常復(fù)位、不顯示數(shù)據(jù)等。

現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)產(chǎn)生雷達(dá)液位計(jì)故障的原因進(jìn)行了深入分析，認(rèn)為主要有以下幾個(gè)因素：安裝環(huán)境差、安裝方法不適宜、操作不達(dá)標(biāo)、存在虛假回波、靜電影響、導(dǎo)波頭結(jié)構(gòu)密封不嚴(yán)。

2.2.1安裝環(huán)境差

噪音及管道震動(dòng)對(duì)雷達(dá)液位計(jì)接收信號(hào)有一定的影響。從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量安裝位置情況看，噪音及管道震動(dòng)主要來(lái)源于輕烴泵，除11#、1#安裝位置距離泵較近，其他安裝位置距離心泵都在20m以上（見(jiàn)表3）。從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表（表3）中發(fā)現(xiàn)，11#、1#進(jìn)行了10次雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量，測(cè)量一次成功率為80%，高于平均一次成功率70.6%。因此，噪音及管道震動(dòng)對(duì)雷達(dá)液位計(jì)影響較小。

2.2.2導(dǎo)波頭結(jié)構(gòu)密封不嚴(yán)

為了解導(dǎo)波頭結(jié)構(gòu)中對(duì)接收信號(hào)有無(wú)影響，對(duì)輕烴站選取了10臺(tái)雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行了測(cè)試10次，導(dǎo)波頭對(duì)雷達(dá)信號(hào)有較大影響。

歷次維修記錄中，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)波桿和表芯之間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不嚴(yán)密，導(dǎo)致介質(zhì)通過(guò)導(dǎo)波桿的連接部位竄入到表芯，造成有腐蝕性的氣體把線路板燒壞，致使雷達(dá)液位計(jì)不顯示。因此，改進(jìn)導(dǎo)波頭結(jié)構(gòu)提高雷達(dá)液位計(jì)完好率的關(guān)鍵。

2.2.3存在虛假回波

導(dǎo)波雷達(dá)安裝是從液位計(jì)管的頂部垂直安裝，一般來(lái)講，虛假回波產(chǎn)生在新安裝的雷達(dá)液位計(jì)時(shí)，管壁等新環(huán)境應(yīng)讓雷達(dá)學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)，可有效識(shí)別并回避。另外當(dāng)管壁上有異物時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比較大的信號(hào)，從而干擾正常液位檢測(cè)時(shí)的信號(hào)，此為虛假回波的產(chǎn)生。

虛假回波是一種影響測(cè)量的額外的回波，對(duì)測(cè)量形成干擾。

由測(cè)試原理圖中可知，液位高度： L=E- D 其中，D為經(jīng)信號(hào)處理后得到過(guò)程連接處到被測(cè)介質(zhì)表面的距離，即：D=C譚2（C是波束傳播速度，為常數(shù)）。

在現(xiàn)場(chǎng)處理雷達(dá)液位計(jì)故障時(shí)，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)通過(guò)本機(jī)顯示或外部系統(tǒng)接口手工輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化處理時(shí)，故障現(xiàn)象都能消除，液位計(jì)恢復(fù)正常，通過(guò)一個(gè)月故障統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)通過(guò)手工輸入數(shù)據(jù)解決的故障大約占總故障的98%，由此，存在虛假回波是造成雷達(dá)液位計(jì)故障的主要原因。

3具體做法

3.1解決導(dǎo)波頭結(jié)構(gòu)不合理的問(wèn)題

怎樣避免容器內(nèi)電極形成水珠，在這種現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下，這基本是不可能實(shí)現(xiàn)的，在查閱資料的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)廠家有一種材料為特氟龍的隔離裝置，這種材質(zhì)即不妨礙微波的發(fā)射，同時(shí)又能起到隔離的作用，將隔離裝置按一定方式安裝后，可以防止容器內(nèi)揮發(fā)的輕烴與發(fā)射電極隔離開(kāi)來(lái)，同時(shí)使附著在隔離裝置上的輕烴按一定形式分布，達(dá)到不影響微波發(fā)射的目的。

根據(jù)理論分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，提出解決安裝環(huán)境差問(wèn)題的方案：一是增大安裝套管的直徑并同時(shí)增加安裝套管的高度；二是采用隔離裝置并按一定形式安裝。

改造后，在7#、12#儲(chǔ)罐上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，效果非常明顯，通過(guò)改造前后效果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，以前，7#、12#儲(chǔ)罐每月都會(huì)有6、7次故障，改造后基本沒(méi)有故障出現(xiàn)，達(dá)到了攻關(guān)的目的。為了保證雷達(dá)液位計(jì)無(wú)故障長(zhǎng)周期運(yùn)行，液位計(jì)安裝是重要一環(huán)，在安裝中還要注意以下幾個(gè)方面：（1）天線要平行于儲(chǔ)罐槽壁，以利于微波的傳播。（2）安裝位置距槽壁距離應(yīng)大于30mm，以避免微波發(fā)射到槽壁上，產(chǎn)生虛假回波信號(hào)。

3.2解決存在虛假回波的問(wèn)題

通過(guò)配合相應(yīng)的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件，對(duì)回波進(jìn)行分析，確定回波的真實(shí)性，消除虛假回波，增強(qiáng)了雷達(dá)液位計(jì)對(duì)實(shí)際高度液位數(shù)值采集的判斷能力，提高了數(shù)據(jù)采集的精確度。針對(duì)不同的故障現(xiàn)象采取不同的解決辦法（圖1、圖2）。

4結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)場(chǎng)雷達(dá)液位計(jì)故障得以解決，儲(chǔ)罐完好，現(xiàn)場(chǎng)儀表、自動(dòng)閥與所測(cè)實(shí)際相符，液位采集數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，儲(chǔ)罐液位采集全準(zhǔn)率明顯升高，由原來(lái)的90.6%升高到目前的95.9%，為生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析提供了可靠的依據(jù)。