储油罐参数监测系统.doc

储油罐参数监测系统 革新与实践 ControlandInstrumentsinChemicalIndustry 　 化工自动化及仪表,2002,29(3):77～79 　 华陈权,郑金吾 (石油大学信息与控制工程学院,山东东营257062) 　　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:TP277　文献标识码:B　文章编号:10002((03)1　概　述 要求,,,。特别是油田联合站、多方的油品交易,需要对其液位、油水界位、原油密度、原油(质量)库存等参数进行实时准确的监测和报警。本文设计的系统只需3个差压变送器就可实现上述参数的测量,测量结果经A/D转换后由计算机进行数据处理和显示。下面以某一原油外输首站的一个储油罐为例加以说明。工艺流程图如图1所示,储油罐为密封固顶罐,罐高20m。正常工作时,液位2.5m≤H≤16m,油水 若正常测量条件下ρ恒定不变,则差压ΔP与液位高度h呈线性正比关系,通过测量差压信号可间接地获取液位h值;若液位高度h恒定不 变,则差压ΔP与密度ρ呈线性正比关系,通过测量差压信号可间接地获取密度ρ值;而在密度ρ、液位高度h都为变量时,差压信号ΔP是液位 H和介质密度ρ的二元函数。 2.1　密度ρ0的检测 在本例中,密度ρ为变量,在恒定液位条件下,差压与密度呈线性关系,即: ΔP1=H1ρ0g (2) 界位0≤Hd≤1m;原油密度是变量 。 式中:ΔP1———恒定液位间距H1下差压变送器ρT测得的差压值,为常数;ρ——被测原油密0—度。 因此,在恒定液位间距H1下,可用一差压变送器ρT(如图1)来测量密度的变化: ρ0=ΔP1/(H1g) (3) 2.2　油水界面Hd的检测 如图1所示,在恒定液位间距下,差压与油水 图1　原油罐示意图 界面Hd呈线性关系,即有: ΔPd=Hdρwg+(H2-Hd)ρ0g (4) 2　工作原理 式中:ΔPd———恒定液位间距H2下差压变送器LdT测得的差压值,取常数;ρ——水的密度;w— Hd———被测油水界面。 差压法测量液位的原理是基于如下公式: ΔP=hρ(1)g式中:ΔP———差压值,kPa;h———液位高度,cm;ρ———密度,g/cm3;g———重力加速度,取值为 因此,在恒定液位间距H2下,可用一差压变 　　收稿日期:2001-08-22 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 化工自动化及仪表 　　第29卷? 　78? 送器LdT(如图1)来测量油水界面Hd的变化: (5)Hd=(ΔPd-H2ρ0g)/[(ρw-ρ0)g]2.3　液位H的检测 H=[ΔPh-Hd(ρw-ρ0)g]/(ρ0g)+10(13) 由工艺条件可得: Hmax=1600cm,Hmin=250cm,Hdmax=100cm3.1　差压变送器ρT的选择 差压与液位H呈线性关系(见图1),即: ΔPh=Hdρ(6)wg+(H-Hd)ρ0g式中: ΔPh———差压变送器LT测得的差压值; H———被测液位。 确定恒定液位值H1,用以测量密度变化。原理上分析,H1的设置可以自由选取,但工程实 践中有许多条件限制。首先应有:H1小于或等于(H-Hd)min,否则,当液位小于H1+H2+10cm时,测量密度差压变送器ρT已失去了恒定液位的条件,从而引起严重的失真。建议在满足H1小于或等于(H-Hd)min的条件下,选择较大的H1,以利于改善测量灵敏度。 ,-d150cm,恒定液位H1ρT的量程为: (14)1=ΔP1max=H1ρ0maxg 3 若取最大密度值ρ0maxg=0.92g/cm,g= 因此,可用一差压变送器LT(如图1)来测量液位H的变化: H=[ΔPh-Hd(ρw-ρ0)g]/ρ0g2.4　库存M的计算 (7) 如果原油储油罐的横截面积A为常数,则质量库存M为:M=ρ0A(H-Hd)式中: M———;A———。 () 0.09