内浮顶储罐的应用情况及其优缺点以及液位计选型

摘　要:　在化工生产过程中，液位计l的使用非常广泛。在某些特殊场合，选择这款合适的液位计，对液位的准确测量显得至关重要。结合某乙二醇项目中内浮顶甲醇储罐液位计的应用选型，分析了几种常用液位计在内浮顶储罐的应用情况及其优缺点。

液位测量仪表种类繁多，测量方法也多种多样，　液位测量仪表包括:直接式液位测量仪表、差压式液位测量仪表、浮力式液位测量仪表、电气式液位测量仪表、超声波式液位测量仪表、雷达液位计、放射性液位计等，　笔者以某乙二醇甲醇储罐工序为例，介绍内浮顶甲醇储罐上液位计的选型。

该项目采用合成气制乙二醇的工艺技术，其中甲醇液体在乙二醇的整个生产过程中起着非常重要的作用，一方面，它是乙二醇合成反应的重要中间原料。另一方面，它是合成气净化的重要洗涤原料(低温甲醇洗)，　故此，对甲醇储罐的液位测量不可或缺，它决定着整个成品生产的控制管理。

1　甲醇储罐工况

甲醇储罐内介质为精甲醇液体，甲醇又称“木醇”或“木精”，是一种无色、有酒精气味、易挥发的液体，为了减少储罐内甲醇液体的挥发损失，将其罐体设计为带内浮顶的立式储罐[１]　，　ＧＢ　５０３４１—２０１４[２] «立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范»明确指出:“内浮顶在全行程上应能无阻碍地正常运行，在升降和静止时应处于水平漂浮状态，”由于内浮顶漂浮在液面上，对液位的测量有一定的特殊性，因此选择这款能适应于内浮顶储罐的液位计显得很重要。内浮顶储罐工艺参数:操作温度为４０　℃，操作压力为１.　５　ｋＰａ(ｇ)，操作密度为７７５ｋｇ/　ｍ３，液位范围为１　０００　~１０　２００　ｍｍ。

2　储罐上常用的液位测量仪表

ＨＧ/　Ｔ　２０５０７—２０１４[３] «物位仪表»明确指出:“液位和界面测量宜选用差压式仪表，当不满足要求时，可选用电容式、射频导纳式、雷达式、电阻式(电接触式)、声波式、浮筒式仪表、浮子式仪表(浮子式仪表包括伺服式、钢带式、磁致伸缩式、磁性浮子式、杠杆式)、静压式、核辐射式、外测式等仪表”。　鉴于被测对象的特殊性，笔者主要介绍差压式液位计、雷达式液位计、钢带式液位计以及伺服式液位计在该特定场合的选型设计及各仪表的优缺点。

2.1　内浮顶储罐差压法液位测量优缺点如下:①优点:测量原理简单，安装方便，***，后期维护量小。②缺点:需对设备进行上、下接口的开孔以安装仪表。对于甲醇介质，仪表与介质接触部分材料选择普通的３１６　材质即可。

２.　２　雷达液位计测量内浮顶储罐液位

２.　２.　１　测量原理

雷达液位计是利用非常高频电磁波经天线向被探测容器的液面发射，当电磁波碰到液面后反射回来，仪表检测发射波及回波的时差，从而计算出液面高度。　２.　２.　２　选型思考雷达液位计测量内浮顶储罐液位，目前常用的有两种方法:①不设置导向管的液位测量。②设置导向管的液位测量。　两种方法均须进行假液位修正。

对于第１　种方法，雷达液位计直接安装在罐顶，通过发射电磁波打在内浮顶储罐内浮盘上表面，雷达液位计接收浮盘上表面反射的回波来计算漂浮在液面上的浮盘的高度。　该种方法的优缺点如下。

(　１)优点:安装简单、省时、省力、省钱。

(２)缺点:①由于电磁波是从内浮盘返回接收，实际测量的是浮盘的高度而非液面的高度，需要知道浮盘的厚度从而减掉浮盘厚度以获得液面的高度。②内浮盘表面不平整或有角度会使雷达波反射偏离接收区域，引起测量误差，为避免此方面的干扰，现场需考虑在浮盘表面加设合适的反射装置，反射装置的反射强度及防腐蚀问题应满足仪表的要求，一般来说可选用不锈钢材质。③由于无导向管的设计，储罐内甲醇会不可避免地挥发，蒸汽会对雷达液位计发射的电磁波产生干扰。　另一方面，挥发的甲醇蒸汽会在雷达液位计喇叭口天线处形成冷凝液，对测量产生影响，需要定期对喇叭口天线进行维护。

对于第２　种方法，通过由罐顶至罐底设置导向管贯穿内浮盘，雷达液位计选择带导波管的液位计，导波管置于导向管内，发射的电磁波可以直接打在液面上由导波管传回接收装置，从而测得液面的高度。　为使雷达液位计获得单一的液面返的电磁波，避免罐底返回电磁波的干扰，需在导向管底部加设一个４５°的反射板，去掉罐底反射回来的信号。　该种方法的优缺点如下。

(１)优点:①可以测得液面高度，避免方法１　的３　个缺点。②采用带导波管的导波雷达，可以避免甲醇介质低介电常数[７]　对测量的影响。③导波雷达的设置能将外界的干扰降到较低。

(２)缺点:①安装相对复杂，投资成本高。②内浮盘开孔后应考虑导向管外壁与浮盘开孔处的密封。　有一种密封方法是采用弹性材料密封结构，在丁腈橡胶密封袋中填充梯形截面积的聚氨酯软泡沫塑料，依靠泡沫塑料的压缩变形来实现密封。　密封材料中还设固定钩板，其目的是为了固定密封胶袋位置，防止泡沫塑料在浮盘下降时往上翻。　在实际应用项目中，设计人员需向内浮盘设计供货厂家提出密封要求，厂家根据实际情况选择成熟、可靠的密封技术。

对于方法２，与介质接触部分的导向管、雷达导波管材料可选择３１６　材质。

3　几种液位计的集中比较

综上所述，针对内浮顶甲醇储罐液位计的选型，笔者分别阐述了几种液位计在该特定场合的设计选型情况。为获得对几种液位计的认识，对其进行了比较，结果见表１。

几种液位计在带内浮顶甲醇储罐应用的特点比较

4　结语

众所周知，液位计的选型受各种条件影响，包括现场环境、使用工况、施工安装情况以及后期维护等影响，没有哪这款液位计可以在实际应用中达到屡试不爽的效果。　本文所阐述的带内浮顶储罐的液位计选型设计亦是如此，由于受内浮盘的制约，需考虑的因素相对普通储罐液位计选型设计要多一些，笔者旨在探讨在该特定场合下液位计选型的可能性，以期获得广大工程技术工作者的指正。