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外测液位计在危险罐区的应用分析
点击次数:776 发布时间:2019-12-27

储罐广泛应用于流体工业,用于储存原料、成品及中间产品,在保证装置安全生产、节能减排、提高整体管理水平等方面具有不可替代的作用,国家战略储备也离不开各种类型的储罐。      

                             

工业储罐一般为钢制储罐,根据储存介质特性及储存温度、压力等参数选择碳钢、低温钢、不锈钢等材料,其他材质如玻璃钢、塑料等由于防火、抗压等因素,不予考虑。


储罐

  • 储罐按结构形式分为:球罐、卧罐、拱顶罐、外浮顶罐及内浮顶罐。
     

  • 球罐:

    球罐为大容量、承压的球形储存容器,广泛应用于石油、化工、冶金等流程工业,常用于作为液化石油气、液化天然气、液氧、液氨、液氮及其他介质的储存容器。也可作为压缩气体(空气、氧气、氮气、城市煤气等)的储罐。


    球罐用于常温、低温或深冷储存。一般用于储存温度下饱和蒸汽压大于大气压的物料。

    常温球罐,如液化石油气、氮、煤气、氧等球罐。

    此类球罐的压力较高,取决于液化气的饱和蒸汽压或压缩机的出口压力。常温球罐的设计温度大于-20℃

    低温球罐, 这类球罐的设计温度低于或等于-20℃,一般不低于-100℃。

    深冷球罐,设计温度-100℃以下往往在介质液化点以下储存,压力不高,有时为常压。由于对保冷要求较高,常采用双层球壳。

  • 卧罐:
    卧罐容积较小(一般都小于 100 m3),占地面积大。主要用于酸碱等化学品的储存,在生产装置内也常用于小容量的其他介质(储存温度下饱和蒸汽压大于或等于大气压的物料)的储存。卧罐筒体轴向与地面平行,常用鞍式支座,一般为带压力储存,可承受较高的正压和负压,属压力容器。

  • 拱顶罐:
    拱顶储罐是指罐顶为球冠状、罐体为圆柱形的一种钢制容器。拱顶储罐制造简单、造价低廉,所以在国内外许多行业应用广泛,一般的容积为1000 ~10000m3,国内拱顶储罐的容积已经达到30000m3。

    拱顶罐一般为低压力储罐或常压储罐,广泛应用于流体工业,大部分用于乙B和丙类液体,也可用于有特殊储存需求的甲B和乙A类液体储存,国外也有用于大型LNG深冷储存。

    大型酸碱储罐有时也可选用拱顶罐。

     

  • 浮顶罐:
    浮顶储罐是由漂浮在介质表面上的浮顶和立式圆柱形罐壁所构成。浮顶随罐内介质储量的增加或减少而升降,浮顶外缘与罐壁之间有环形密封装置,罐内介质始终被内浮顶直接覆盖,减少介质挥发。


    浮顶罐常用于储存温度下饱和蒸汽压低于大气压的甲B和乙A类液体储存。

    浮顶罐分为内浮顶罐及外浮顶罐。

    外浮顶罐,通常用于存储诸如原油、汽油或煤油等有挥发性的石油产品储罐的敞口的圆柱形钢制储罐内,相对于无浮顶的拱顶罐来说没有蒸发的空间。不仅减少产品蒸发损失,同时减少了环境污染,降低了易燃介质与空气混合形成爆炸气体的危险性。

    储罐壳体与外浮顶浮盘之间存在100~500 mm的间隙以保证运行过程中不会卡盘。使用边缘密封系统以减少边缘蒸发,在浮顶上有中央排水系统以保证雨雪天积水可以顺利排出,避免沉盘事故。

    内浮顶储罐是带罐顶的浮顶罐,也是拱顶罐和浮顶罐相结合的储罐,外部为拱顶,内部为浮顶。内浮顶储罐具有独特优点:一是与浮顶罐比较,因为有固定顶,能有效地防止风、砂、雨雪或灰尘的侵入,保证储液的质量。同时,内浮盘漂浮在液面上,使液体无蒸汽空间,减少蒸发损失85%~96%;减少空气污染,减少火灾、爆炸危险,即使发生火灾一般也不会造成大面积燃烧,易于保证储液质量,特别适合于储存高级汽油和喷气燃料及有毒的石油化工产品;由于液面上没有气体空间,故减少罐壁罐顶的腐蚀,从而延长储罐的使用寿命,二是在密封相同情况下,与浮顶相比可以进一步降低蒸发损耗。

    内浮顶储罐与拱顶罐相比,钢板耗量比较多,施工要求高;维修不便(密封结构),储罐不易大型化,目前一般不超过10000m3。
     

  • 罐区的分类:

    流体工业中一般按用途或压力等级将相应的储罐集中布置,称为罐区。


    按介质和压力等级一般分为常压罐区、球罐区、酸碱罐区及深冷罐区。

    按用途通常分为原料罐区、中间罐区及成(产)品罐区。

    在各罐区内再根据储罐类型,介质物性及压力等级、防爆、防火要求等进一步分成不同的罐组。


罐区设计采用标准规范

  • 罐区设计经常采用的国内标准如下:

    SH/T3007《石油化工储运系统罐区设计规范》
    SH/T3014《石油化工储运系统泵区设计规范》
    SH3136《液化烃球形储罐安全设计规范》
    GB/T20368《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》
    GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》
    GB50493-2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》


罐区及储运的安全运行

  • 工业储罐通常都是易燃、易爆、有毒介质,因此罐区的安全生产永远是第一位的,防火、防爆、防溢、防抽空等均需要有相应的措施。

    对可燃介质、有毒介质应按规范要求设置检测器并将报警信号引入有人值守的现场控制室或消防值班室。

    现场检测器的设置应考虑介质特性、环境条件、风向等因素,同时应考虑检测器本身的限制。

    除按防火规范进行罐区布局外,应考虑仪表本身的防火要求,通常采用阻燃电缆、金属槽板敷设或埋地敷设,电缆应从围堰顶部引至围堰外,或采取有效的防火封堵措施。


  • 为避免一旦火灾发生后的事故扩大,应在可燃介质储罐的进出口设置紧急切断阀门,并应保证电源故障或气源故障时阀门处于安全位置,并在围堰的出入口处设置紧急关断按钮,该按钮一般以罐组为单位进行设置,即,一旦发生火灾将切断该围堰内的所有进出储罐的阀门,当采用气动阀门时,应采用PVC或尼龙管缠绕阀体。

    紧急切断阀门必须具有防火结构。

    通过设置合适的仪表实现储罐的防溢、防抽空,并应考虑仪表失效或误动作带来的后果,根据罐区操作的连续性、危险性,通过二取一、二取二、或三取二等措施来解决。

    罐区仪表还应根据规范采取合适的防静电、防雷措施。

    可燃液体储罐的液位、温度、压力等测量仪器仪表,应采用铠装电缆或穿线钢管配线,电缆外皮或配线钢管与罐体应做电气连接。

    现场安装的仪表应满足环境要求,现场安装的电子式仪表应至少满足IEC60529和GB4208标准规定的IP65的防护等级:非电子式的现场仪表应至少满足IP55的防护等级。

    所有现场安装的电子式仪表应根据危险区域的等级划分,选用符合IEC60079标准或GB3836标准,具有国家防爆合格证的产品。值得注意的是环境的低温可能增加爆炸力,在GB3836中规定的隔爆认证适用温度为-20℃以上,因此当环境温度低于-20℃时应有相应措施或采用其他防爆形式。

     


罐区及储运的常用仪表

  • 储罐是流体工业普遍需要使用的储存设备,主要测量其液位、温度、密度和压力(带压储罐)等参数,据以计算出储液的体积及质量储量,以及进出口阀门的控制,进出流量必要的计量。

    低温储罐的制冷不在此讨论。

    储罐一般分为中间罐和贸易罐(原料、成品)两大类。

    中间储罐仅对液位、温度和压力(带压储罐)等参数进行监测,以防止油罐发生冒顶、抽真空等事故,不需要交接计量;贸易用罐内介质的液位、温度、密度、体积、质量则必须监测和计量,且精度要求很高。不同的体积和种类的油罐,所采用液位计的性能特点也不一样,因此,应根据用户的需要及投资条件,合理选用液位计,以便达到合理的性能价格比。

    除计量用仪表,其他仪表的稳定性、可靠性的需求要高于精度的需求。

    在仪表选型时应根据环境条件(温度、湿度、海拔、海洋气候、风沙等)储罐形式、罐区检修及操作周期,结合全生命周期成本,选择合适的仪表。

  • 声纳式外测液位计
    定华电子声纳式外测液位计在石油化工行业应用极其广泛,已有上千家用户成功使用。外测液位计采用声纳传播测距原理,“微振动分析”技术从容器外测量液位的仪表,不需要在罐壁上开孔,不用法兰,不动火、不清罐,不接触罐内的液体和气体,可实现在线安装、维护,是一种完全非接触隔离式仪表。

    优势分析:

    技术优势:

    稳定跟踪页面
    具有“微振动分析”和“小盲区”技术,通过先进的智能化处理方法,克服了声纳信号穿透容器壁的大幅衰减及液体声速改变等干扰因素。可识别和拒绝容器壁余振,多重回波,虚假回波等干扰,智能的回波识别算法,确保液面总能得到有效的跟踪和监测。

    始终保持高的精度
    当液体的温度、成分变化较大时,会对声纳信号在液体里的传播速度产生较大影响,带来测量误差,具有“自校准”精度技术,通过在储罐上找出一段已知长度作为标尺,得出当前状态下的传播速度,根据计算液位测量结果进行实时补偿修正,从而消除液体温度和成分变化对测量精度的影响。自动校准功能,能够始终保证仪表液位测量的高精度。

    产品优势:

    1.隔离式非接触液位测量技术非常安全。
    2.安装调试,从而降低建设费用和维护成本。
    3.更可靠耐用,测量探头和主机中无机械运动部件,并严格密封,与外界隔离,不会磨损或腐蚀。
    4.通过上海仪器仪表自控系统检测所“功能安全完整性”等级认证,取得SIL3证书。