雷达液位计在集输站库中的应用

王国华

摘要：现阶段，胜利油田正逐渐由人工计量向自动计量进行转变，而雷达液位计被广泛采用。文章讲述了雷达液位计的特点原理和技术优势以及使用效果，对各集输站库在自动化技术改造方面有一定的借鉴作用。

关键词：集输站库；雷达液位计；计量方式；油罐罐液位

中图分类号：TH816 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）12-0056-02

随着自动化技术的发展，现在胜利油田正加大在自动化方面的资金投入，原油计量也逐渐由人工计量向自动化计量转变。在油罐液位测量方面，大多采用了雷达液位计代替以前的人工检尺计量。既减少了工人的劳动强度，又避免了人工检尺的误差，并且具有远传功能，能够随时掌握液位情况，提高了生产调节的灵活性和准确性，起到了良好的效果，保证了生产的平稳运行。

1 传统计量方式弊端

信息化站库改造之前，原油计量工作以前一直处于人工抄表、检尺读数状态。化验工每两小时对各方向原油进行化验，当含水过高时，还会加密做样；计量工每2小时抄表一次，并定时向调度汇报。计量工还需要每2小时对每个大罐检尺，测量油罐内原油的液位，化验工化验大罐含水，资料员以此基础数据计算出油罐库存，指导生产运行。

传统计量工作方式计量任务繁重，计量结果易受外在环境因素、职工操作经验水平影响，出现误差因人而异，存在极大不确定性；传统计量方式不能做到实时掌握生产数据，不能对生产指导提供详细、准确的数据，生产指导缺乏明确主观性。例如对多个油罐进行检尺时，人工检尺必须一个一个进行，不能保证同时对每个油罐进行计量，由于罐内原油处于外输或者进油状态，这样就会造成很大的计量误差。因此，传统计量方式不能保证安全生产，不具备安全报警功能，生产易出现责任事故。

2 油罐罐液位计量技术的发展

信息化站库改造后，在采用传统机械式液位计的基础上进行了革新，对储油罐增设了雷达液位计，实现了全站计量工作的自动化，比以往的自动化程度更高。下面进行具体比较分析。

2.1 机械式液位计

对原油储罐来说，容积计量主要参数是油罐液位，称作液位法计量。旧式液位法计量技术主要以各种钢带浮子液位计为主，钢带液位计是一种传统的液位计。它是利用力学平衡原理设计制作的。它由液位检测装置、高精度位移传动系统、恒力装置、显示装置及其他外设构成。

工作原理：浸在被测液体中的浮子受到重力W、浮力F和由恒力装置产生的恒定拉力T的作用，当三个力的矢量和等于零时，浮子处于准平衡静止状态。当液位改变时，原有的力学平衡在浮子受浮力的扰动下，将通过钢带的移动达到新的平衡。液位检测装置（浮子）根据液位的情况带动钢带移动，位移传动系统通过钢带的移动策动传动销转动，进而作用于计数器来显示液位的情况。

缺点：机械摩擦影响精度，误差较大。

2.2 雷达液位计的工作原理及技术优势

现阶段，油田各个站库进行了全方位自动化改造，建设成了具有较高自动化控制能力的信息化站库，原油计量工作也有了较大发展。微波脉冲技术的推广，给储罐液位计量方式提供了新的方向。

工作原理：导波雷达液位计是依据时域反射原理（TDR）为基础的雷达液位计，雷达液位计的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播，当遇到被测介质表面时，雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置，发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，经计算得出液位高度。

导波雷达液位计的技术优势：雷达液位计对液体、颗粒及浆料连续物位测量。雷达液位计的测量不受介质变化、温度变化、惰性气体及蒸汽、粉尘、泡沫等的影响。雷达液位计的精度为5mm，量程60m，耐250℃高温、40公斤高压，雷达液位计适用于爆炸危险区域。即便工况复杂，也可以用调试软件准确分析出物位的回波。雷达液位计实现了储罐液位的24小时不间断自动化计量。

安装要求：（1）推荐距离墙至安装短管的外壁，离罐壁为罐直径1/6处，最小距离为200mm；（2）不能安装在进油口的上方；（3）如果不能保持仪表与罐壁的距离，罐壁上的介质会黏附造成虚假回波，在调试仪表的时候应该进行虚假回波存储。

注意事项：测量范围从波束触及罐低的那一点开始计算，但在特殊情况下，若罐低为凹型或锥形，当物位低于此点时无法进行测量。若介质为低介电常数，当其处于低液位时，罐低可见，此时为保证测量精度，建议将零点定在低高度为C的位置。理论上测量达到天线尖端的位置是可能的，但是考虑到腐蚀及粘附的影响，测量范围的终值应距离天线的尖端至少100mm。对于过溢保护，可定义一段安全距离附加在盲区上。最小测量范围与天线有关。随浓度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以将其反射，但在一定的条件下是可以进行测量的。

3 现场应用情况

随着各集输站库自动化系统的建立，各单位都建立了自动化中控室，目前集输站库储罐均安装了雷达液位计，实现了在任何情况下的24小时实时监控，计量时效性、准确性、抗干扰性都有了质的提高。雷达液位计测量的数据，通过远传功能，随时传递给中控室。利于值班人员提前做出预警判断，同时还具备对原始记录的储存和查看功能，极大提高了生产指挥的能动性。尤其在恶劣天气无法上罐计量的情况下，更是能够随时掌握罐内液位变化，防止事故的发生。对站库生产平稳运行起到了重要作用，受到站库技术人员和操作工人的普遍认可和欢迎。

4 结语

研究雷达液位计的特点及技术，结合数据库技术，通过开发与之相关的监控及网络应用软件，把现场自动化计量与办公自动化系统有机地连接起来，能充分合理利用信息资源，解决人工计量方式的弊端，更好地为生产管理与决策指挥服务，提高计量工作的准确性、时效性，促进管理水平的不断提高。雷达液位计属于自动化设备，自动化程度较高，因此，在使用中也应该了解其原理，出现偏差时能够及时纠偏，并且及时进行维护和专人管理，只有这样，才能保证液位计更好地为站库计量服务。

参考文献

[1] 王新生.基于微波法的储油罐液位测量[J].自动化仪表，2001，（6）.

[2] 董军.高精度脉冲雷达在原油罐中的应用[J].石油化工自动化，2002，（2）.

（责任编辑：刘 晶）