浅谈提高储罐液位采集全准率

徐金凤

摘 要 输气分厂轻烃储备站主要担负着压气站轻烃产品的接收、储存和外销任务，目前管理着400m3球罐6台，100m3卧罐9台，均采用雷达液位计计量，自动化设备运行通过DCS界面监控，实现了轻烃储罐的高液位报警联锁自动控制。储罐液位采集全准率是轻烃储销的核心指标。据统计，2017年储罐液位数据全准率为90.6%，同比明显下降。为此，从源头着手优化出最佳的消除干扰措施，最大限度地降低仪表故障的发生几率，力求提高储罐液位采集全准率，真正体现其智能化、精度高的特点，为生产提供精准的过程控制依据。

关键词 雷达液位计 储罐液位 采集全准率

中图分类号：TE972.1 文獻标识码：A

1现状

输气分厂轻烃储备站管理的6台球罐、9台卧罐液位均采用雷达液位计计量，通过其附属的自动化设备，包括气动调节阀59块、变送传感器等，实现数字化自动采集。日常工作中，自动化仪表应保持定期维护调校，现场仪表、自动阀必须与所测实际相符。目前储罐液位数据全准率为90.6%，2018年胜利油田基层“三基”创建《考核细则》中规定。通过对2017年轻烃储罐自控系统调查统计，雷达液位计故障率高是造成储罐液位采集全准率低的主要原因。

2现状分析

2.1目标值分析

将2017年储罐液位采集全准率较低的7～9月称为低效期，将运行率较高的3～5月称为高效期。2017年储罐在低效期的平均全准率为91.1%，高效期的平均全准率为95.1%。造成储罐全准率低的主要问题是现场雷达液位计故障，如果雷达液位计故障100%被解决，储罐全准率可提高到98.1%，即使雷达液位计故障解决85%，储罐全准率也可提高到97.2%，因而，将DCS系统全准率提高到95.5%可行。

2017年高效期中4月和5月储罐全准率两次达到95.5%以上，因此，储罐液位采集全准率达到95.5%的目标值是可行的。

2.2现场分析

雷达液位计故障主要表现为：液位显示不准确、不能正常复位、不显示数据等。

现场，对产生雷达液位计故障的原因进行了深入分析，认为主要有以下几个因素：安装环境差、安装方法不适宜、操作不达标、存在虚假回波、静电影响、导波头结构密封不严。

2.2.1安装环境差

噪音及管道震动对雷达液位计接收信号有一定的影响。从现场测量安装位置情况看，噪音及管道震动主要来源于轻烃泵，除11#、1#安装位置距离泵较近，其他安装位置距离心泵都在20m以上（见表3）。从现场测量数据统计表（表3）中发现，11#、1#进行了10次雷达液位计测量，测量一次成功率为80%，高于平均一次成功率70.6%。因此，噪音及管道震动对雷达液位计影响较小。

2.2.2导波头结构密封不严

为了解导波头结构中对接收信号有无影响，对轻烃站选取了10台雷达液位计进行了测试10次，导波头对雷达信号有较大影响。

历次维修记录中，发现导波杆和表芯之间的结构设计不严密，导致介质通过导波杆的连接部位窜入到表芯，造成有腐蚀性的气体把线路板烧坏，致使雷达液位计不显示。因此，改进导波头结构提高雷达液位计完好率的关键。

2.2.3存在虚假回波

导波雷达安装是从液位计管的顶部垂直安装，一般来讲，虚假回波产生在新安装的雷达液位计时，管壁等新环境应让雷达学习认识，可有效识别并回避。另外当管壁上有异物时，将会产生一个比较大的信号，从而干扰正常液位检测时的信号，此为虚假回波的产生。

虚假回波是一种影响测量的额外的回波，对测量形成干扰。

由测试原理图中可知，液位高度： L=E- D 其中，D为经信号处理后得到过程连接处到被测介质表面的距离，即：D=C譚2（C是波束传播速度，为常数）。

在现场处理雷达液位计故障时，发现，当通过本机显示或外部系统接口手工输入数据进行线性化处理时，故障现象都能消除，液位计恢复正常，通过一个月故障统计分析，发现通过手工输入数据解决的故障大约占总故障的98%，由此，存在虚假回波是造成雷达液位计故障的主要原因。

3具体做法

3.1解决导波头结构不合理的问题

怎样避免容器内电极形成水珠，在这种现场环境下，这基本是不可能实现的，在查阅资料的过程中，发现厂家有一种材料为特氟龙的隔离装置，这种材质即不妨碍微波的发射，同时又能起到隔离的作用，将隔离装置按一定方式安装后，可以防止容器内挥发的轻烃与发射电极隔离开来，同时使附着在隔离装置上的轻烃按一定形式分布，达到不影响微波发射的目的。

根据理论分析和现场实际，提出解决安装环境差问题的方案：一是增大安装套管的直径并同时增加安装套管的高度；二是采用隔离装置并按一定形式安装。

改造后，在7#、12#储罐上进行了实验，效果非常明显，通过改造前后效果对比发现，以前，7#、12#储罐每月都会有6、7次故障，改造后基本没有故障出现，达到了攻关的目的。为了保证雷达液位计无故障长周期运行，液位计安装是重要一环，在安装中还要注意以下几个方面：（1）天线要平行于储罐槽壁，以利于微波的传播。（2）安装位置距槽壁距离应大于30mm，以避免微波发射到槽壁上，产生虚假回波信号。

3.2解决存在虚假回波的问题

通过配合相应的微处理技术和调试软件，对回波进行分析，确定回波的真实性，消除虚假回波，增强了雷达液位计对实际高度液位数值采集的判断能力，提高了数据采集的精确度。针对不同的故障现象采取不同的解决办法（图1、图2）。

4结束语

现场雷达液位计故障得以解决，储罐完好，现场仪表、自动阀与所测实际相符，液位采集数据精准，储罐液位采集全准率明显升高，由原来的90.6%升高到目前的95.9%，为生产动态分析提供了可靠的依据。