储油罐参数监测系统.pdf

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1、化工自动化及仪表，!$$!，!,（+）：##=#,革新与实践>?@AB?C4@2D@8ABE0F@A8G@>HF0G54CD@2E8ABI""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""储油罐参数监测系统华陈权，郑金吾（石油大学信息与控制工程学院，山东东营!"#$%!）摘要：提出用三个差压变送器来监测储油罐的液位、油水界位、原油密度、原油库存等参数，具有成本低、精度高、容易实现自动化等特点。关键词：储油罐；差压变送器；液位；界位；密度中图分类号：

2、&’!##文献标识码：(文章编号：)$$$*+,+!（!$$!）（$+）*$$##*$+!概述)$750.8!。随着国家对各行业节能降耗及生产效益的新若正常测量条件下恒定不变，则差压!""要求，各厂矿企业对油耗计量也日益重视，为此，与液位高度$呈线性正比关系，通过测量差压信解决储油罐油位油量实时监测问题十分突出。特号可间接地获取液位$值；若液位高度$恒定不别是油田联合站、外输首站等厂矿涉及到双方或变，则差压!"与密度呈线性正比关系，通过测"多方的油品交易，需要对其液位、油水界位、原油量差压信号可间接地获取密度值；而在密度"密度、原油（质量）库存等参数进行实

3、时准确的监、液位高度$都为变量时，差压信号!"是液位"测和报警。本文设计的系统只需+个差压变送器!和介质密度"的二元函数。就可实现上述参数的测量，测量结果经-./转换"#!密度!$的检测后由计算机进行数据处理和显示。下面以某一原在本例中，密度为变量，在恒定液位条件"油外输首站的一个储油罐为例加以说明。工艺流下，差压与密度呈线性关系，即：程图如图)所示，储油罐为密封固顶罐，罐高!")#!)"$%（!）!$0。正常工作时，液位!1"0!!!)%0，油水式中：!")———恒定液位间距!)下差压变送器界位$!!2!)0；原油密度是变量。测得的差压值，为常数；———

4、被测原油密!&"$度。因此，在恒定液位间距!)下，可用一差压变送器（如图)）来测量密度的变化：!&"$#!")（&!)%）（+）"#"油水界面!%的检测如图)所示，在恒定液位间距下，差压与油水界面!2呈线性关系，即有：!"2#!2"9%’（!!(!2）"$%（7）图)原油罐示意图式中：!"2———恒定液位间距!!下差压变送器"工作原理:2&测得的差压值，取常数；"9———水的密度；差压法测量液位的原理是基于如下公式：!2———被测油水界面。!"#$"%（)）因此，在恒定液位间距!!下，可用一差压变式中：!"———差压值，3’4；$———液位高度，50；——

5、—密度，6.50+；%———重力加速度，取值为"收稿日期：!$$);$<;!!·+,·化工自动化及仪表第%1卷送器!"#（如图$）来测量油水界面!"的变化：!"［!#)$!（""’$"&）%］（&"&%）’$&（$3）!""（!#"$!%"&%）［&（"’$"&）%］（(）由工艺条件可得：!"#液位!的检测!056"$*&&40，!078"%(&40，!"056"$&&40差压与液位!呈线性关系（见图$），即：#"%差压变送器!&的选择!#)"!""’%’（!$!"）"&%（*）确定恒定液位值!$，用以测量密度变化。式中：原理上分析，!$的设置可以自由选取

6、，但工程实践中有许多条件限制。首先应有：!$小于或等于!#)———差压变送器!#测得的差压值；!———被测液位。（!$!"）078，否则，当液位小于!$’!%’$&40时，测量密度差压变送器已失去了恒定液位的因此，可用一差压变送器!#（如图$）来测量!#液位!的变化：条件，从而引起严重的失真。建议在满足!$小于!"［!#（）%］&（+）或等于（!$!"）078的条件下，选择较大的!$，以)$!""’$"&"&%利于改善测量灵敏度。!"$库存#的计算如果原油储油罐的横截面积(为常数，则质在本例中，（!$!/）078"$(&40，恒定液位高度选择为!$"$(&

7、40。量库存)为：用于密度测量的差压变送器的量程为：)""&(（!$!"）（,）!#式中：0$"!#$056"!$"&056%（$2）若取最大密度值3，%")———原油储油罐的质量库存；"&056%"&11%9:40&1&1,2$&240:;%，则密度测量差压计量程为：(———储油罐的横截面积。由于实际的原油储油罐的横截面积(并不0$"$(&2&11%2&1&1,"$31(%2（<=5）是一个常数，而且很不规则。所以实际的质量库测得的原油密度"&为：存)通常是根据测得的液位!和原油密度"通"&"!#$（&!$%）"!#$（&$(&2&1&1,）&（9:40

8、3）（$(）过人工查表得到的。但是人工查表不但繁琐且容"&1&*,