自动计量罐论文（精选4篇）
自动计量罐论文 篇1
1 前言
目前, 长庆油田大站大库有金属储油罐2400余具, 其中10万m3的20具、5000m3的260具、3000m3的195具、2000m3的500具、1000m3的400具、500m3 以下的1000多具。由于这些储油罐液位监测均靠人工测量, 每天需多次监测液位, 其劳动强度大、时效低、精准度差、高空作业难度大, 储油罐不密闭导致瓦斯挥发, 中毒和着火事故极易发生。从2005年开始, 我们着手对仪表选型和引进试验, 在采油二厂梁二拉安装了两台雷达液位计进行试验运行, 取得了成功并积累了丰富的经验。2007—2008年为了落实油田公司下达的环境隐患治理项目, 开展了改造安装准备工作, 逐步在储油罐上配套液位自动监测仪。
2 基本情况
2.1 导波雷达液位计
工作原理:OPTIFLEX 1300C导波雷达液位计基于TDR原理 (Time Domain Reflectometry, 时间领域的反射技术) , 是一种在通讯电缆中已熟知的连续测试原理。科隆公司将这种技术广泛应用在工业物位测量中。OPTIFLEX 1300C导波雷达液位计利用表头发出的雷达波和导波线测量液体、液体界面、糊状物和固体的距离、物位与体积进行测量。该仪器现场安装简捷、设置方便, 并免于维修。仪器表头上有形象化的图形显示, 可随时进行功能及参数设置。同时, 远程传输出的信号有4—20mA线性信号或HART协议信号直接进入DCS自动化控制系统实现自动化控制, 其防爆等级为EEx dia IICT6, 适用于原油及化工生产场所的测量, 满足防爆要求。
2.2 系统组成
导波雷达液位计由三部分及辅助材料构成。即一次仪表, 由表体、钢缆及重锤等三部分组成;辅助材料有智能显示仪表、防爆安全栅、开关电源、空气开关、信号传输电缆、布线套管、仪表箱和管路以及电路辅助材料等。
2.3 主要特点
PTIFLEX 1300C导波雷达液位计测量数据真实可靠, 能满足纯油净化罐的计量要求。其主要特点为:①设计原理新颖、合理、计量方法先进、科学性强。②不受气体影响, 适用于不同含水率、不同流量、不同温度等条件下的单罐计量, 具有较强的可兼容性, 并可进行远程传输和与其他计算机的数据共享。③防爆设计结构牢固, 使用年限长, 便于推广。④安装方便, 现场适用性强, 连接简单快捷。⑤具有断电保护功能, 断电后检测数据可保存1年以上。
2.4 计量主要技术参数
主要技术参数为:①输入直径4mm单导波电缆;②输出信号4—20mA, 精度0.05% (20mA, 20—70℃) ;分辨率2uA, 温度偏差50 ppm-K, 最大负载350欧姆。
应用条件:环境温度-40—80℃, 温度剧变承受力100℃/min, 操作压力-1—40BAR, 测量精度±10mm。
3 磁滞伸缩液位计
3.1 工作原理
KYDM型磁滞伸缩液位计是基于磁致伸缩效应的最新一代物位测量仪器, 该产品主要由波导丝、测量杆、电子仓和非接触性磁浮球等组成。工作原理主要是:电子仓发射“起始脉冲”, 脉冲沿磁致伸缩线 (波导丝) 以恒速传输, 产生一个沿着波导丝前进的旋转磁场, 当该磁场与定位装置信号相遇时产生磁致伸缩效应使波导丝发生扭动, 这一扭动被信号处理机构感知并转换成相应的“终止脉冲”, 通过测量“终止脉冲”与相应“起始脉冲”的时间差, 经过计算机运行处理即可精确测出位置量。
3.2 系统组成
该系统由4部分及辅助材料构成, 即一次仪表由表体、波导丝、浮子和重锤等部分组成;其它为智能显示仪、防爆安全栅、开关电源、空气开关、信号传输电缆、布线套管、仪表箱和管路、电路辅助材料等。
主要特点为:①测量原理先进, 仪器综合精度高, 测量误差在5mm以内 (以人工检尺做比较) , 这是其他液位仪表所无法达到的。②测量参数多, 可测量液位、油水界面、多点液体温度等多个物理量。该仪表中独一无二的功能是:能很好地解决沉降罐的液位及油水界面的测量, 为沉降罐管理提供科学可靠的生产动态数据。如果功能得到进一步扩展, 还可实现液体密度的在线测量。③分辩率高, KYDM磁致伸缩位计分别具有0.1mm、0.01mm、0.001mm的分辩率, 这是其他液位仪表所不能达到的。④数字信号传输包括SSI (同步串行接口) 、ModBus协议、数字通讯, 具有较强的传输稳定性, 信号传输距离可达2000m且不受干扰, 无误差。⑤仪表适用多种工况场合, 可直接与多种组态软件相连接, 也可配接智能巡检仪、PC机及DCS系统, 系统结构简单, 综合性价比高。⑥维护工作量小, 使用寿命长, 在减轻劳动强度的同时, 很好地解决了安全隐患问题, 体现了以人为本的工作理念。
3.3 主要计量技术参数
主要计量参数:①有效量程液位0.5—14m, 温度-40—85℃;②非线性误差<±0.05%FS;③重复性误差<±0.002%FS;④可测物理量ModBus 1—3个位置和1—5个温度, 模拟输出1—2个位置;⑤输出方式SSI、ModBus、4—20mA、0—5V;⑥通讯接口标准EIA-RS485;⑦工作电流<90mA;⑧供电电源24VDC;⑨防爆等级ExiaIIBT5 (本安型) 、Exd IIBT5 (防爆型) , 防护等级IP65;⑩主要材质为不锈钢304、316, 电气接口为G1/2″。
工艺连接:GB9113, 1—2000标准法兰连接。
智能巡检仪:RS485通讯接口带1—8个磁尺, 220VAC供电, 带24VDC馈电 (200mA) 输出。仪表尺寸:160mm×80mm×150mm, LCD显示, 屏幕尺寸60mm×45mm。
4 液位计的应用效果分析
4.1 导波雷达液位计
为了解决沉降罐液位、界面计量问题, 2006年3月我们在采油二厂五蛟综合站的沉降罐上试验安装磁致伸缩液位计两台, 根据搜集的现场数据对比结果, 该液位计能达到预期的测量效果, 因此决定在沉降罐上再安装磁致伸缩液位计7台 (不包括前期试验的两台) 。截至2008年底, 64台液位计运行正常, 并通过厂部验收, 正式投运。64台导波雷达、磁致伸缩液位计分布情况见表1。
现场应用数据对比:2005年10月28日—10月29日我们在采油二厂南梁作业区梁二拉站分别在1#、2#罐安装OPTLFLEX 1300C型导波雷达液位计2台, 11月4日完成2具储油罐导波雷达液位计的调试。两具储油罐液位已实现实时监测, 具体数据对比见表1、表2。此后, 为了对该导波雷达液位计做进一步的现场试验, 2006年7月底我们将南梁作业区2号罐的雷达液位计进行拆除, 于2006年8月初将拆除的雷达液位计安装到南八站2号储油罐, 通过安装调试进行数据对比分析, 具体对比情况见表2。
从表2可见, 在1#净化油罐上使用的最高误差为7mm, 平均误差2.6mm, 完全能满足生产需要。我们观察到12月底, 每次误差均在6mm以内;从2006年1月1日起, 开始起用1#罐的液位计, 从生产到现在仍处于平稳状态。2#沉降罐误差较大已于2006年3月底拆除, 返回厂家维修。为了更进一步了解该雷达液位计的在不同集输站库的使用情况, 我们在2006年8月将梁二拉2#罐的雷达液位计安装在马岭集输大队南八站2#罐上, 到目前为止该雷达液位计已运行数月, 误差在±4mm以内。
由于要控制库存, 2005年底到2006年初该液位计只在2.5—3.5m之间进行了对比试验, 效果较好。为了更进一步掌握液位计在不同的液位高度的准确度, 我们与南梁作业区协商, 于2006年4月份对1#净化油罐的液位进行了实时检测对比, 具体对比数据见表3、表4。
我们对长庆油田南八站2号储油罐安装的导波雷达液位计进行了数据对比, 其结果非常好, 监测误差范围在2—4mm之内, 受到长庆油田南八站有关领导和员工的一致好评。
2006年8月中旬开始我们在南八站、中集站、北集站及蛟一综合站的10具集油罐进行了安装, 目前所有的液位计均运行正常。北集站、中集站、南102综合站的数据对比结果也非常好。根据现场数据对比结果表明, OPTIFLEX 1300C导波雷达液位计 (TDR) 完全能够满足现场数据实时检测的要求, 测试误差在允许范围之内, 见表5—8。
效果分析:目前, OPTIFLEX 1300C型导波雷达液位计在长庆油田已推广应用12台, 分别安装在采油二厂南梁作业区梁二拉、岭南作业区、岭北作业区、马岭集输大队及华池集输大队的各个集输站库, 使12个储油罐液位实现了连续在线自动监测, 导波雷达液位计测的数据真实可靠, 能满足纯油净化罐的计量要求, 大大提升了油罐的自动化液位测量水平, 为转油站的产量计量提供了完整、准确的技术数据, 减轻了工人的劳动强度, 提高了作业的安全系数。目前安装的12台OPTIFLEX 1300C型导波雷达液位计运行正常, 平均测量误差≥5mm, 比预期要求的±10mm误差范围小5mm。其优势在于:①与早期的导波雷达装置相比, 新的OPTIFLEX 设计更先进, 具有更高的信号动态, 更细的脉冲能测量更薄的界面, 极高的时基稳定性能带来能更好的再现性和可靠性。②不会出现界面太薄的问题。OPTIFLEX 1300C可探测和测量非常薄的界面, 只略厚于大型储油罐水面上50mm的油层。③能达到稳定测量的目的。即使有干扰, 如强烈颤抖的表面、泡沫和探针的覆盖层或容器中的灰尘, OPTIFLEX也能进行正常测量。
4.2 磁滞伸缩液位计
现场应用数据对比:2006年3月份, 我们在五蛟综合站的沉降罐上试验安装磁致伸缩液位计2台, 根据搜集的现场数据对比结果表明, 该液位计能够达到预期的测量效果, 因此决定在沉降罐上再安装磁致伸缩液位计7台 (不包括前期试验的2台) 。磁滞伸缩液位计投入使用后, 技术监测中心多次组织人员到现场跟踪调查, 在各站库的大力支持配合下进行了多次实时人工测量与仪表测量的数据进行了对比分析, 各站点数据对比情况统计见表9—13。
效果及效益分析:目前, KYDM型磁滞伸缩液位计已推广应用13台, 分别安装在长庆油田五蛟综合站、悦三转、西一卸、西205拉、南105综合站, 使全厂13个储油罐液位实现了连续在线自动监测, 磁滞伸缩液位计测的数据真实可靠, 能够满足毛油沉降罐、净化罐的计量要求, 大大提升了油罐的自动化液位测量水平, 为转油站的产量计量提供了完整准确的技术数据, 减轻了工人的劳动强度, 提高了作业的安全系数。目前安装的13台OPKYDM型磁滞伸缩液位计运行正常, 平均测量误差≤3mm, 比预期要求的±10mm的误差范围小7mm。
磁滞伸缩液位计的优势在于:①测量原理先进, 仪器综合精度高, 测量误差在±10mm内;②测量参数多, 可测量液位、油水界面、多点温度等多个物理量。因此, 它能很好地解决沉降罐油水界面的测量问题, 为沉降罐的管理提供了科学可靠的生产动态数据;③分辨力高。KYDM磁致伸缩液位计分别具有0.1mm、0.01mm、0.001mm的分辨能力, 分辨力高;④数字信号传输包括SSI (同步串行接口) 及ModBus协议数字通讯, 具有很强的信号传输稳定性, 信号传输距离可达2000m;⑤仪表适用多种工况场合, 可直接与多种组态软件相连接, 也可配接智能巡检仪、PC机与DCS系统, 结构简单, 综合性价比高;⑥维护工作量小, 在减轻劳动强度的同时, 很好地解决了安全隐患问题, 体现了以人为本的工作理念。
5 推广应用前景及其改进措施
5.1 导波雷达液位计
现场应用前景:陇东油田各集输站库的大罐液位计量主要以人工检测为主, 既增加了工人的劳动强度, 又存在严重的安全隐患, 员工的生命安全得不到保障。目前安装的导波雷达液位计还存在安装的要求较高, 停电后恢复慢等问题。基于我厂目前的大罐液位监测现状, 提出我厂今后集输大罐液位监测的发展趋势:①向仪表化方向发展。随着技术的进步及各种液位计的广泛应用, 大罐液位测量必然越来越多地使用操作简单、读数方便的导波雷达液位计, 这是未来发展的总趋势。②向高精度方向发展。为了对生产管理提供真实可信的数据, 需要准确及时地了解储油罐内的液位, 因此对大罐液位计量精度的要求必然越来越高。③向快速化方向发展。为了及时掌握大罐内的油量状况, 需要对大罐液位进行连续监测, 因此必须提高监测速度, 向快速化方向发展。④向自动化方向发展。自动化技术的发展为降低劳动强度和提高劳动生产率提供了可靠保证。
应用中存在的问题:OPTIFLEX 1300导波雷达液位计在各集输大罐的使用实现了大罐液位自动计量, 降低了工人的劳动强度。尽管一次仪表密封性较好, 但长期在集输大罐上安装需要安装防护装置。同时, 该液位计在停电后恢复较慢, 将是以后研究需要解决的问题。
5.2 磁滞伸缩液位计
现场应用前景:①KYDM磁滞伸缩液位计不受工况条件限制和介质因素的影响, 无论是污水罐、污油罐、净化油罐及沉降罐, 还是计量站转油罐都能得出准确的计量结果。②具有多功能液面、界面。③灵活的数字输出方式。④柔性结构, 测杆为柔性金属软管, 解决了长量程磁尺运输和现场安装的困难, 为大型储罐或安装位置有限的储罐高精度计量提供了极大的便利。⑤标准连接模式, 法兰安装或螺纹直接连接安装, 现场安装简便快捷。
6 认识与建议
6.1 导波雷达液位计
根据现场试验, 生产参数实现实时监控, 测量精度符合试验要求, 大大提升了油罐的自动化液位测量水平, 为转油站的产量计量提供了完整、准确的技术数据;节省了相关人员的劳动强度, 提高了作业的安全系数, 适合站库油罐的自动化液位测量应用。 对这两种类型液位计, 我们建议:①OPTIFLEX 1300导波雷达液位计有广阔的推广应用前景, 需要进一步推广应用;②研制防护装置, 解决长期野外风吹日晒造成的危害。
5.2 磁滞伸缩液位计
由于长庆油田应用磁滞伸缩液位计在国内油田是第一家, 从技术上来说是走在最前面的。根据现场试验, 磁滞伸缩液位计生产参数实现了实时监控, 测量精度符合试验要求, 大大提升了油罐的自动化液位测量水平, 为转油站的产量计量提供完整、准确的技术数据, 节省了相关人员的劳动强度, 提高了作业安全系数, 适合站库油罐的自动化液位测量应用。不足之处是磁滞伸缩液位计所用波导丝的制作材料目前完全依赖于从国外进口, 不利于大规模推广应用。
7 结论
综上所述, 安装后的液位计 (导波雷达液位计和磁滞伸缩液位计) 测量数据准确, 稳定可靠, 完全能满足大罐液位计量的实际需要, 符合大罐液位计量改造方案。特别是磁致伸缩液位计的液位数据准确, 界面测量直观简便, 其数据成为站内大罐量油非常重要的参考依据。在很大程度上它减轻了站库量油工人的劳动强度, 大大降低了中毒、高空坠落等人身伤亡事故发生的几率, 满足了油田安全隐患治理的需要;同时体现了以人为本的理念, 符合建设和谐油田、数字化油田的时代要求。
自动计量罐论文 篇2
岸上立式金属罐具有装载容量大, 应用广泛, 准确度高等特点成为常用的石油储存和计量工具。液位高度是石油岸罐计量基础数据, 传统的液位测量主要靠人工投尺完成。根据G B/T13894-92石油和液体石油液位测量法 (手工法) 规定, 连续投尺测量差值应相小于2m m才能最终确定液位值, 也就是说测量液位至少要进行两次投尺。以计量一座10万立方的油罐一次为例, 要两个计量人员同爬上20多米高的罐顶进行多次投尺操作才得以完成。人工测量数据准确度集中体现在计量人员的熟练程度和责任心, 所花费的时间也很难适应计量交接时效性要求。
2 自动液位计替代手工计量的误差要求
自动液位计 (Automatic level gauge) 是指安装在岸罐中用于连续自动测量液体高度 (或空距) 的装置。目前石油岸罐自动液位计主流产品有伺服式和雷达式两种。伺服式自动液位计基于浮力平衡原理, 由微伺服电机驱动体积较小的浮子, 使其精确测定液体液位;雷达式自动液位计通过发射雷达波计算波从发射器到液体液面反射回来的时间, 从而测量液位高度。
自动液位计固定安装在岸罐内, 并通过传感器, 数据通信系统, 接收装置间接读取液位高度。因此, 与人工投尺测量不同, 自动液位计的误差包括更多的因素。分析的国外相关标准并根据国内现行石油岸罐计量交接准确度要求, 我们认为要使自动液位计的代替人工测量应用于计量交接, 必须达到以下误差标准。
2.1 固有误差
自动液位仪固有误差是指厂家在特定可控条件下测得的误差。自动液位仪在安装前应该与检定过的参照物在整个量程范围保持±1mm以内的误差。
2.2 由安装和工况条件引起的误差
应用岸罐石油计量的自动液位计一般安装在固定导管内, 上下基准点距离多达二十几米, 安装过程中存在一定误差。因安装以及在不同的操作环境和不同油品介质的物理与电学特性而引起的误差不能超过±3mm。
2.3 总体误差
自动液位计测量液位的总体误差由其固有误差、安装方法以及工况条件所决定。根据ASTM标准, 用于贸易交接的岸上立式金属罐的液位自动测量的总体误差应在4mm之内。
3 自动液位计的比对测量方法分析
自动液位计在应用在计量交接测量之前, 必须与人工测量进行校正对比, 以检验是否达到测量误差要求。比对测量可以分为以下几个步骤:
3.1 手工参考液位测量
手工液位测量的准确度直接影响到自动液位计的比对测量准确性, 因此要由具有资质的经验丰富的计量人员完成, 并严格按照G B/T13894-92石油和液体石油液位测量法 (手工法) 规定进行。测量人员在指定的手工计量口连续投尺, 直到连续三次测量的值相差在1mm之内, 或者连续五次测量的值相差在2mm之内, 取这几次连续有效测得值的代数平均值作为参考液位值h1。
3.2 自动液位计的初始设置
初始设置目的是选取罐内液位高度在满罐中间的某一点, 把自动液位计的读数值设置成手工测量值一致。在手工测量人员登上罐顶之前, 记录自动液位计的稳定读数。手工测量后立即记录自动液位计的液位读数, 确保在人工测量过程中自动液位计的读数没有变化, 如果记录的自动液位计读数与手工测量前的读数不一致, 检查是否有货物进出罐情况, 罐的阀门是否关闭后重新进行。比较自动液位计的读数H2与手工测量得到的液位参考高度H1是否一致, 如果两者在自动液位计的可辨析范围内不一致, 把自动液位计的读数设置与手工液位替代高度一致, 即使得H2=H1。
3.3 自动液位计初始校正测量
初始校正测量方法与初次设置的测量方法基本一致。校正测量是通过三个点的自动液位测量值与手工测量参考值的比较, 评估自动液位计的测量值与手工测量值的差值。如果误差在允许范围之内, 可以认为自动液位计适合于货物输转交接测量使用。如某一岸罐在高液位时用人工测得液位高度H1=14.369米, 自动液位计的读数为H2=14.366, 相差3mm, 而在低液位时, 人工测得H1=6.234米, 而自动液位计的读数为H2=6.239, 相差5mm, 不符合误差值小于4m m的要求, 也就不能作为计量交接的依据, 必须进行重新调整, 并经比对测量后使用。
4 自动液位计实际应用的几点探讨
4.1 做好自动液位计的日常校准测量
自动液位计在进行初始设置和校正测量符合误差要求后, 可以投入到实际计量交接的测量应用, 但同时必须做好日常校准测量。日常校准测量是指自动液位计在使用过程中的重新校准测量。自动液位计一般一个月校准测量一次, 如果操作经验能确认自动液位计在允许误差的范围之内连续六个月不需校准, 日常校准测量期限可以放宽到三个月一次。
4.2 注意自动液位计测量数据的波动
通过自动液位计与人工投尺的比对测量在一定程度上控制了液位测量的整体误差。但是, 只通过上、中、下三点的比较很难排除自动液位计在特定量程范围内误差值的剧烈波动。特别是在低液位测量时, 误差的数据可能成倍放大, 此时, 必须跟踪液位计的实际误差, 避免出现因差异突大导致计量交接的纠纷。
4.3 石油岸罐自动测量发展方向浅析
自动计量罐论文 篇3
准确计量液化石油气储罐中的存量对于液化气储运企业来说是及其重要的。目前, 存量较大的液化气经营单位储罐多采用球形储罐, 计量球形储罐中液化气存量是依照储罐上的玻璃板液位计或磁翻板液位计的液位, 再查出对应液位下的液化气储量。然而, 在实践中, 我们发现这种计量方式经常造成很大的误差, 以我公司为例, 我公司是一家液化气储运企业, 每天进出液化气量约在数百吨, 每个1000m3球形储罐以查看液位对应储量, 误差往往可达±20吨甚至更高, 因此了解液化石油气储罐存量计量误差产生的原因并加以对治, 对于液化气储运企业生产运营是十分必要的。
1 误差产生的原因
1.1 液位计与罐体内液体受环境温度的影响的不一致性导致的误差
玻璃板液位计或磁翻板液位计是采用U形管的原理, 副管与罐体上下联通, 理论上副管内液体与罐体内液体应始终保持在同一高度的, 因此副管内液体高度即可指示罐体内液体高度。然而在现实当中, 由于副管一般为直径小于10cm的细管, 而罐体为直径数米到十几米的球罐或卧罐, 二者相差极大, 这就造成罐体和副管内, 单位体积液体受外界环境温度、光照等影响是完全不同的。由于罐体和副管金属材质上等各方面是基本相同的, 因此根据热传导原理, 受热面积就是影响液体温度的主要因素, 我们可以简单地将罐体和副管内单位体积液体受热 (或冷) 能量的多少看Á做与其占有的受热 (或冷) 面积成正比。即:
ΔE罐=k·S罐/V罐
ΔE管=k·S管/V管
ΔE罐-罐体内液体受热量;ΔE管-副管内液体受热量;K-系数;S罐-罐内盛装液体的罐壁面积;V罐-罐内液体体积;S管-副管内盛装液体的管壁面积;V管-副管内液体体积
以1000m3 (直径D=12.3m) 球罐和10cm副管为例, 假定液体充装容器的一半, 则
ΔE罐=k·S罐/V罐=k· (4π (12.3/2/2/2) / (4/3π (12.3/2) 3/2) =k·0.487
ΔE管=k·S管/V管=k· (π0.1· (12.3/2) / (π (0.1/2) 2· (12.3/2) =k·245
由此可见, 在环境温度与储罐内液体温度存在差距时, 副管内单位体积液体受热 (冷) 与罐体内单位体积受热 (冷) 相差约为500倍。受热不同进而造成了副管内与储罐内液体温度的不同, 由于液体温度直接影响液体的密度, 这就造成了副管内液体与储罐内液体的高度差。从而造成了读数误差。进而可根据密度差大体测算, 在因环境温度造成液位计副管内液体温度与罐内液体温度相差10℃时, 一个1000m3液化气球罐读数误差可达10吨以上, 在副管内温度较高时, 读数偏大, 副管温度较低时, 读数偏小。这一结论与我们实际观察到的情况是一致的。
1.2 冷凝析出的水造成的假液位
液化气的生产过程中一般都会有饱和水蒸气, 因此液化气生产企业在液化气出厂前必须脱水, 将水分全部去除。然而, 水在液化气中的溶解性是随着温度的变化而变化的, 因此, 当出厂后的液化气所处环境温度低于脱水时的温度时, 就仍会有水从液化气中析出。
北方在冬季时, 储罐所处的环境温度可达零-20~-30℃, 远低于液化气出厂脱水温度, 存储液化气的储罐就会有水析出, 沉积于储罐底部, 因此, 冬季北方液化气存储企业定时排污 (即打开储罐最低处的阀门排水) 是一项日常工作。
由于储罐液位计与储罐是以U型管原理相连, 液位计副管下部与储罐最低处相连, 上部与气相相连, 这一结构就会造成当储罐底部有积水时, 液位计副管与储罐底部就会发生液化气和罐底的水之间交互渗透, 造成冷凝水倒流至液位计副管内, 从而造成液位计副管内很大一部分为水。由于水的密度远高于液化气的密度, 副管压力与储罐压力平衡时, 副管内的液位就会低于储罐内的液化气的液位, 从而造成了假液位。这种情况出现时往往造成误差比较大, 1000m3球罐出现这种情况时, 有时液位误差可达1m以上。
2 解决罐存误差的措施
2.1 对于受环境温度影响导致的误差, 可通过测量罐体外壁和液位计副管外壁 (注意二者测量时都应在不受日光照射的阴凉位置) , 大致代表罐体内和液位计副管内液体的温度。按照液化气组分含量可大致拟出其不同温度下的密度, 通过密度来校正罐内液体实际高度, 例如液化气组成为30%丙烷, 70%异丁烷, 可大致拟表格如下:
如测得罐体温度为10℃, 液位计副管温度为15℃, 液位计显示高度为5.00米, 则校正后罐内实际液位应为:
通过实际观察, 这种方法对于夏季计量校正比较实用, 但冬季仍有较大误差。
2.2 对于冷凝析出的水造成的假液位, 可通过在副管底部加装排污阀门, 定时排水加以解决。副管底部排出水后, 液位计液位会缓慢上升到正确位置。
2.3 通过新型液位计直接测量罐体内液位高度
雷达液位计、超生波液位计等可直接测量罐内液体的液位, 消除U型连通管造成的误差, 相对来说更为准确, 但对于液化气储罐液位的测量以及使用效果, 尚未见到相关的报道。个别使用雷达液位计的单位据反映效果也不很理想。
自动计量罐论文 篇4
1 系统设计
如图1所示, 该系统由蒸馏水袋、输液皮条、电磁阀管路夹及控制电路组成。蒸馏水利用重力作用, 经过输液器滴入湿化罐, 通过计算不同温度档位、潮潮气气量量等等情情况况下下的的单单位位时时间间蒸蒸馏馏水水的的消消耗耗量量和和输液器蒸馏水的滴入量之间的换算关系, 设定控制器的运行模式来控制电磁阀管路夹开启频率, 使湿化罐保持正常水位。
电路如图2所示, 主要由电源电路、电池、时钟控制电路、LED显示和继电器组成。时钟控制电路由可编程单片机AT89C52组成, 可手动编译20组设定开闭程序, 电源电路主要为电池充电, 时钟高电平时, 继电器K1闭合, 为负载 (管路夹电磁阀) 供电。
管路夹为12VDC供电电磁阀, 为常闭阀, 如图3所示。
2 程序控制
程序控制方式根据呼吸机在不同的潮气量, 温度条件下的湿化罐消耗的蒸馏水的量来编译电磁阀的开启频率与时间, 表1为不同温度, 潮气量条件下湿化罐消耗蒸馏水的量 (测试时间为8h, 湿化器为Fisher&Paykel MR410) 。
蒸馏水的滴入速度为滴入量/滴入时间, 经过实际多次测量为1.9m L/s, 根据上表蒸馏水的消耗量可以换算出管路夹的开启时间及频率, 使湿化罐保持在正常水位。例如, 潮气量500 m L, 温度低档, 蒸馏水8h的消耗量为250 m L, 那么程序可以设定为每1h管路夹电磁阀开启15s即可用保证湿化罐始终处于正常水位。
3 讨论
现在市面上已经有了带自动加水的湿化罐, 但是均为一次性使用, 成本较为昂贵。另外也有对现有湿化罐进行改造, 使用液位传感器来控制管路夹的开闭, 但是这种系统也存在不少缺点:如果传感器置于湿化罐外侧, 灵敏度不够;如果置于湿化罐内侧, 都将对现有湿化罐进行破坏, 而且消毒也不太方便。相比来说, 本控制系统实现起来比较容易, 充分利用现有湿化罐的加液乳头, 不会造成湿化罐的破坏和影响湿化罐的消毒。但是该系统也存在一定的缺陷, 如管路夹夹的过紧, 会造成输液皮条的粘黏, 缺少报警装置如蒸馏水空瓶或湿化罐液位过高过低等。
4 结束语
本文简要探讨了一种湿化罐自动加水系统设计构想的原理及实现方法, 该系统有很多的优点如实现简单, 加水过程无需脱开管道, 降低患者呼吸道感染几率, 最大程度减轻医护人员工作量等。
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