儲罐中的超稠油液位檢測設計與實現

摘要：超稠油介質具有獨特的物性，常溫下的粘度較高，其生產過程需要再較高溫度下進行操作運行。由于操作運行溫度較高，且超稠油的密度與水接近，在液位測量方面需要針對實際，采取可靠、實用的測量方法。此方法的介質液位檢測通常有微波法，射線法，射頻導納型，差壓式、雷達液位計等。

1、前言

   目前，儲罐中的超稠油液位的檢測方法有微波法，射線法，電容射頻導納型，差壓式，雷達液位計等。（這里為什么不談磁翻板液位計，那是因為磁翻板液位計不太適合粘稠度較高的介質）。射線法測量儀表價格較高，由于其測量原理是采用放射性涉嫌，在操作使用安全上還有一定的隱患；微波法測量儀表的價格相對較高，容易被“水霧”現象干擾（如雷達液位計，超聲波液位計），極易造成“假液位”現象，給生產操作帶來不便；電容射頻導納法測量儀表的價格也相對較高；而不受價格和生產條件影響的差壓式測量儀表更為合適超稠油生產的實際應用。

2、差壓式測量儀表的設計基準

   差壓法測量液位原理是通過檢測液體在縱向二點不同高度的靜態壓力所形成的壓力差。工程上的差壓測量是通過檢測不見將其感應到傳感膜片，繼而將機械動作轉換成電信號至儀器的放大元器件，形成電氣信號并就此傳輸，形成差壓式測量儀表。現今的差壓式測量儀表的測量準確度（精度）通常不低于1.5級，甚至更高。

   精度分別為：1、基準，標準；2、一等標準；3、二等標準。在功臣管生產中所采用的精度等級一般不低于一等標準即可滿足生產運行的穩定。當然，測量精度越高，工程的檢修參數顯示越精確，而特定的、工程要求的屬于計量級別的除外。對于站、廠內的超稠油介質生產，屬于非計量級別的工程生產運行，液位檢測通常采用不低于二等標準的測量精度就可以滿足工程生產操作管理的需要。

  由于超稠油的物理特性比較特殊，所以超稠油的生產操作運行溫度是在130-200度之間；另一個特俗物理特性是他的密度與水的密度很相近，根據縱向同高度液體所產生的靜態壓力相同的作用原理，由于超稠油的密度接近于水，所以所產生的液體靜壓大小比較接近。對于含水的超稠油的介質來講，整個液體的密度沒有什么變化，容器中的超稠油液位檢測而采用差壓式測量作為設計的根本。

3、差壓式測量 儀表的設計方法

利用壓力作用于同高度所形成的壓強相同原理，作為超稠油介質在儲油罐中的液位測量的基準，測量方式見圖1。圖中“低位取壓點”是生產分離器所能承接生產需要的較低液位或以下，這是差壓式測量的基準要求;“高位取壓點”是生產分離器所能承接生產需要的較高液位或以上，高位點是針對圖B而言，圖A和圖B的高位取壓位置不同，主要根據設備和工藝的實際情況來確定，圖A的取壓位置是三相分離器頂部有可以安裝的合適位置，不影響工藝專業和其它專業的安裝和操作，自身又有空間進行安裝與維護。

    差壓式測量儀表的安裝方式有兩種:一種是帶導壓管連接的法蘭式，可以與設備上的預制法蘭加法蘭截止閥直接連接;另一種是具有螺紋連接孔，通過引壓管與設備上的預制壓力接頭加螺紋截止閥連接。
    采用差壓式測量生產分離器中超稠油(含水)的液位，由于存在著油、水密度上的差異，其密度差異帶來的測量精度影響為:產生的密度絕對誤差(1.036.3-1) =0.0363 (g/cm3)
    通常超稠油生產中三相分離器(或二相分離器器）的油水比為5:1(較大的含水量)，在這種工況下生產運行，對于差壓式測量儀表而言，即使選用測量精度不是很高的精度為1.0級的測量儀表，由于密度差所形成的較大測量誤差為:
    相對誤差0. 0363/6 X 100%=0.605%
    由此看來:密度所產生的影響遠低于儀表本身的測量誤差〔精度)，與1. 5級的測量精度相比，是完全可以的;對于站場級生產操作而言，絲毫不會影響工藝生產、設備運行的操作要求。
    差壓式測量超稠油介質在儲油罐中的液位，同其它種類的測量儀表相比，優點在于:
      (1)不受“水霧”現象的影響;
      (2)可以適應較高溫度的生產介質;
       (3)一次性投資較低，且維護很尋常。

4、應用建議
    (1)儀表安裝要考慮環境溫度的影響。
      (2)低位取壓點一定要深入介質的較低生產液位以下。
      (3)儀表的安裝位置要能適合方便操作與維護、維修，安裝后的遷移量要考慮。
      (4)儀表選取的量程不宜過大。