雷達液位計在集輸站庫中的應用

王國華

摘要：現階段，勝利油田正逐漸由人工計量向自動計量進行轉變，而雷達液位計被廣泛采用。文章講述了雷達液位計的特點原理和技術優勢以及使用效果，對各集輸站庫在自動化技術改造方面有一定的借鑒作用。

關鍵詞：集輸站庫；雷達液位計；計量方式；油罐罐液位

中圖分類號：TH816 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）12-0056-02

隨著自動化技術的發展，現在勝利油田正加大在自動化方面的資金投入，原油計量也逐漸由人工計量向自動化計量轉變。在油罐液位測量方面，大多采用了雷達液位計代替以前的人工檢尺計量。既減少了工人的勞動強度，又避免了人工檢尺的誤差，并且具有遠傳功能，能夠隨時掌握液位情況，提高了生產調節的靈活性和準確性，起到了良好的效果，保證了生產的平穩運行。

1 傳統計量方式弊端

信息化站庫改造之前，原油計量工作以前一直處于人工抄表、檢尺讀數狀態。化驗工每兩小時對各方向原油進行化驗，當含水過高時，還會加密做樣；計量工每2小時抄表一次，并定時向調度匯報。計量工還需要每2小時對每個大罐檢尺，測量油罐內原油的液位，化驗工化驗大罐含水，資料員以此基礎數據計算出油罐庫存，指導生產運行。

傳統計量工作方式計量任務繁重，計量結果易受外在環境因素、職工操作經驗水平影響，出現誤差因人而異，存在極大不確定性；傳統計量方式不能做到實時掌握生產數據，不能對生產指導提供詳細、準確的數據，生產指導缺乏明確主觀性。例如對多個油罐進行檢尺時，人工檢尺必須一個一個進行，不能保證同時對每個油罐進行計量，由于罐內原油處于外輸或者進油狀態，這樣就會造成很大的計量誤差。因此，傳統計量方式不能保證安全生產，不具備安全報警功能，生產易出現責任事故。

2 油罐罐液位計量技術的發展

信息化站庫改造后，在采用傳統機械式液位計的基礎上進行了革新，對儲油罐增設了雷達液位計，實現了全站計量工作的自動化，比以往的自動化程度更高。下面進行具體比較分析。

2.1 機械式液位計

對原油儲罐來說，容積計量主要參數是油罐液位，稱作液位法計量。舊式液位法計量技術主要以各種鋼帶浮子液位計為主，鋼帶液位計是一種傳統的液位計。它是利用力學平衡原理設計制作的。它由液位檢測裝置、高精度位移傳動系統、恒力裝置、顯示裝置及其他外設構成。

工作原理：浸在被測液體中的浮子受到重力W、浮力F和由恒力裝置產生的恒定拉力T的作用，當三個力的矢量和等于零時，浮子處于準平衡靜止狀態。當液位改變時，原有的力學平衡在浮子受浮力的擾動下，將通過鋼帶的移動達到新的平衡。液位檢測裝置（浮子）根據液位的情況帶動鋼帶移動，位移傳動系統通過鋼帶的移動策動傳動銷轉動，進而作用于計數器來顯示液位的情況。

缺點：機械摩擦影響精度，誤差較大。

2.2 雷達液位計的工作原理及技術優勢

現階段，油田各個站庫進行了全方位自動化改造，建設成了具有較高自動化控制能力的信息化站庫，原油計量工作也有了較大發展。微波脈沖技術的推廣，給儲罐液位計量方式提供了新的方向。

工作原理：導波雷達液位計是依據時域反射原理（TDR）為基礎的雷達液位計，雷達液位計的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播，當遇到被測介質表面時，雷達液位計的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發射裝置，發射裝置與被測介質表面的距離同脈沖在其間的傳播時間成正比，經計算得出液位高度。

導波雷達液位計的技術優勢：雷達液位計對液體、顆粒及漿料連續物位測量。雷達液位計的測量不受介質變化、溫度變化、惰性氣體及蒸汽、粉塵、泡沫等的影響。雷達液位計的精度為5mm，量程60m，耐250℃高溫、40公斤高壓，雷達液位計適用于爆炸危險區域。即便工況復雜，也可以用調試軟件準確分析出物位的回波。雷達液位計實現了儲罐液位的24小時不間斷自動化計量。

安裝要求：（1）推薦距離墻至安裝短管的外壁，離罐壁為罐直徑1/6處，最小距離為200mm；（2）不能安裝在進油口的上方；（3）如果不能保持儀表與罐壁的距離，罐壁上的介質會黏附造成虛假回波，在調試儀表的時候應該進行虛假回波存儲。

注意事項：測量范圍從波束觸及罐低的那一點開始計算，但在特殊情況下，若罐低為凹型或錐形，當物位低于此點時無法進行測量。若介質為低介電常數，當其處于低液位時，罐低可見，此時為保證測量精度，建議將零點定在低高度為C的位置。理論上測量達到天線尖端的位置是可能的，但是考慮到腐蝕及粘附的影響，測量范圍的終值應距離天線的尖端至少100mm。對于過溢保護，可定義一段安全距離附加在盲區上。最小測量范圍與天線有關。隨濃度不同，泡沫既可以吸收微波，又可以將其反射，但在一定的條件下是可以進行測量的。

3 現場應用情況

隨著各集輸站庫自動化系統的建立，各單位都建立了自動化中控室，目前集輸站庫儲罐均安裝了雷達液位計，實現了在任何情況下的24小時實時監控，計量時效性、準確性、抗干擾性都有了質的提高。雷達液位計測量的數據，通過遠傳功能，隨時傳遞給中控室。利于值班人員提前做出預警判斷，同時還具備對原始記錄的儲存和查看功能，極大提高了生產指揮的能動性。尤其在惡劣天氣無法上罐計量的情況下，更是能夠隨時掌握罐內液位變化，防止事故的發生。對站庫生產平穩運行起到了重要作用，受到站庫技術人員和操作工人的普遍認可和歡迎。

4 結語

研究雷達液位計的特點及技術，結合數據庫技術，通過開發與之相關的監控及網絡應用軟件，把現場自動化計量與辦公自動化系統有機地連接起來，能充分合理利用信息資源，解決人工計量方式的弊端，更好地為生產管理與決策指揮服務，提高計量工作的準確性、時效性，促進管理水平的不斷提高。雷達液位計屬于自動化設備，自動化程度較高，因此，在使用中也應該了解其原理，出現偏差時能夠及時糾偏，并且及時進行維護和專人管理，只有這樣，才能保證液位計更好地為站庫計量服務。

參考文獻

[1] 王新生.基于微波法的儲油罐液位測量[J].自動化儀表，2001，（6）.

[2] 董軍.高精度脈沖雷達在原油罐中的應用[J].石油化工自動化，2002，（2）.

（責任編輯：劉 晶）