激光料位計在石化催化裝置催化劑罐上的應用

任海杰（山東省濱州市博興縣，山東 濱州 256500）

激光料位計在石化催化裝置催化劑罐上的應用

任海杰
（山東省濱州市博興縣，山東 濱州 256500）

通過比較各種料位計的優缺點，最終選擇了K-TEK的激光料位計測量催化裝置冷催化劑罐的料位，實現了催化劑罐料位的準確、連續測量，同時根據料位通過DCS能夠自動計算出催化劑罐的藏量顯示在操作畫面上，降低了操作工的勞動強度及接觸粉塵顆粒的機會，為裝置的安全、平穩運行奠定了基礎。

激光料位計；催化劑罐；藏量

1 引言

催化裝置是中國煉化企業中非常重要并且非常危險的裝置之一，它在整個煉化企業中起著舉足輕重的作用，催化劑作為催化反應的一部分，催化劑罐料位的準確性顯得格外重要。在過去的設計及周邊的地方煉油廠中，目前仍然采用人工檢尺的方式間斷性的測量催化劑罐的料位，這種方式給操作工帶來很大的工作量，而且操作工頻繁接觸催化劑，給自身的健康帶來不利。因此，催化劑罐必須通過增加料位計來解決這些問題。由于催化劑是固體顆粒、而且含有金屬元素，常規的料位計無法準確測量，經過多次研究與改進，最終選擇了K-TEK的激光料位計。

2 料位計的工作原理

激光物位計也稱激光料位計，由半導體激光器發射連續高速脈沖激光束，激光束遇到被測物體表面進行反射，光線返回由激光接收器接收。并精確記錄激光發射到接收之間的時間差，從而確定從激光雷達到被測物之間的距離。

距離物料表面的距離D 與脈沖的時間行程T 成正比：

D=C×T/2 其中C 為光速

因空罐的距離E 已知，則物位L 為：

L=E-D

根據用戶設置的量程和滿度信息，處理器計算出當前料位的百分比，然后按照比例輸出4-20mA或0-5V等模擬信號、RS485Modbus的數字信號、警示報警繼電器開關信號等。

根據測量時間方法的不同，激光雷達物位計可分為脈沖式和相位式兩種測量形式。

工作原理圖如圖1所示。

3 料位計的選型要求

3.1 防護等級及防爆等級的要求，要求防護等級IP65以上，防爆等級ExdⅡCT4。

3.2 量程要求，由于催化罐高32m，因此選擇料位計的測量范圍0-30m。

3.3 吹掃風的要求，由于催化劑罐內在加催化劑的過程中會出現粉塵，為了避免產生的粉塵堵塞測量管，需要增加反吹風線，反吹風的壓力要高于催化劑罐的壓力。

4 料位計的安裝要求

4.1 料位計安裝口的下部不能有金屬柵欄等金屬遮擋物，如果有金屬遮擋物，激光打到金屬上會造成反射，導致測量數據不準。

4.2 激光料位計需要接反吹風線，反吹風線需要加空氣過濾減壓閥，控制風壓0.4MPa左右。

5 料位計安裝后效果分析

5.1 能夠準確的指示料位計的料位，與人工檢尺對比誤差在5mm以內。

5.2 在DCS上通過公式計算催化劑罐的藏量，便于操作工的查看。

5.3 該料位計自2012年投用以來，截止目前運行穩定，能夠準確的反應催化劑罐的料位，降低了操作工的勞動強度，保證了裝置的安全平穩運行。

6 其他應用領域

6.1 氣柜作為石化裝置的重大危險源，氣柜液位的準確性顯得格外重要，氣柜液位常用的測量方式是雷達液位計，雷達液位計在測量的過程中存在一個缺點，雷達回波容易發散，產生的虛假回波導致液位計頻繁波動。

6.2 用激光液位計測量氣柜的液位就解決了這一難題，保證液位測量的準確性。

[1]馬宏偉，萬土良，楊芳.催化劑粉塵離線監測技術在石化重催裝置中的應用[J].設備管理與維修，2004（02）：37-39.

TQ426

A

任海杰（1984-），男，山東廣饒人，山東京博石油化工有限公司，儀表主任工程師，研究方向自動控制。