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防溢罐保護之遠程儲罐裝置 
 
中國工控網 2014-04-01  供稿單位：艾默生過程管理智能無線方案

　　在石油和天然氣、化工、石化、制藥工業的儲罐存儲應用中，獲取準確的儲罐液位數據對過程控制和庫存管理均十分重要。
　　溢流會給環境帶來風險并給裝置造成損害，甚至還有可能危及工人和附近居民的健康與安全。數起備受矚目的儲罐事故突顯了增強對主要封堵系統進行防護的必要性。目前有關關鍵應用場合防溢罐的法規更加嚴格，要求這些應用場所必須配備液位冗余測量裝置。
　　對于許多客戶而言，將具有連續液位監測功能的導波雷達（GWR）變送器與具有高低液位報警功能的振動音叉點式液位開關相結合是許多應用場合下較為理想的解決方案。然而，阻礙增加使用液位計的一個方面是缺少連接遠程儲罐的現有電纜基礎設施。而鋪設新的電纜則可能需要布線、開槽、穿管和架線等費用，其成本過高。另外，在正在運行之中的現場進行電纜鋪設也存在諸多不便和其它問題。
　　無線技術無疑為遠程裝置提供了解決方案，而無線導波雷達液位計的出現使得無線技術可被用于解決遠程裝置的一些特定（如液位測量）的需求。
 　　現在至少有一家制造商已通過引入完全集成的無線導波雷達變送器進行連續液位和界面監測，克服了信號強度、電能消耗和電池壽命這三個方面的問題。
　　完善的技術

　　無線技術現已被應用于廣泛的工業領域中，是一種可提供多變量參數的既經濟，靈活又可靠的手段。該技術于2007年被引入，并在有線儀表不可行的苛刻、遠程環境下首次使用。六年來越來越多的客戶不僅將無線技術運用到難以鋪設電纜的極端應用環境，而且還用于關鍵性日常過程控制和監測工作中。
　　無線技術省去了與有線相關的安裝活動。研究表明，與有線技術相比，無線技術可以節省30%以上的安裝成本。一旦在一個現場建立了無線網絡，就可快速地安裝更多的無線儀表，進行連續監測或臨時性用于辨識某些特定問題。
　　工廠調試、遠程組態和診斷功能以及安裝程序簡便易行等特點使得無線設備的調試變得更快速、更容易，甚至無需經驗豐富的技術人員。
　　一般情況下，自動化可以減少現場勘查。當今的無線技術，其可靠性已經過實踐檢驗。可確保前往現場去"檢修"不可靠設備的次數最小化。
　　國際公認的IEC 62591 WirelessHART標準于2010年批準實施，現被煉油廠、油田、海上平臺、化工廠和其它工業設施廣泛應用于獲取裝置的實時數據，以便優化其操作、提高工人和裝置安全性并減少排放及其他環境影響。
　　最初，很多公司將無線技術應用于很小范圍之內，并且僅采用了為數很少的設備，其目的是想檢驗一下這一概念在他們的裝置和作業環境下的使用效果如何。隨著對這一技術的信心增強和認識到無線設備帶來的種種益處，那些所謂“先行者”系統而今已擴展到整個現場設施。
　　無線液位測量與控制裝置的研發對這一技術進行了進一步的擴展，用于滿足在溢罐會給環境帶來風險、給工廠造成損失、甚至可能危及人員健康與安全的儲罐存儲應用中的液位監測需要。

　　液位計用于防溢罐保護

　　在儲罐存儲應用中，作業者面臨的挑戰是如何實現儲罐容量應用最大化，同時又盡量避免溢流冒罐的風險。
　　導波雷達設備準確、可靠，并越來越多地被指定用于這些應用中。它們生成的液位數據可用于庫存管理和產生高位警報以防止潛在溢罐情況的發生。這些數據還可用于低液位警報，防止泵過熱情況的發生。
　　液位開關也可作為高液位報警，防止溢罐。與導波雷達相結合，提供第二層保護，并可用作緊急停止開關。
　　導波雷達液位變送器是存儲油、凝析油、水或各種化學品的儲罐和緩沖罐的理想選擇，還可在譬如分離器應用中用于測量液位和界面。它們也是廢物儲罐和地下儲罐（如廢油坑）的一個不錯選擇，可安裝于旁通管或導波管中。
　　有一系列導波雷達天線選件可供用戶選擇，這些選件可適用于不同的應用場合。例如，同軸天線在低介電常數的液體中可提供較強的信號，并且不受附近物體或狹窄、限制性管嘴的影響。然而，它們很容易受堵塞以及產品在其表面沉積的影響。
 
　　如果應用所涉液體易于變臟、變稠或者具有涂敷性的傾向，則宜選用單纜或單桿天線，以減小被污染的風險。
　　無線液位測量裝置
　　很多儲罐裝置位于沒有電纜基礎設施可供使用的偏遠位置。除了3年前已推出的無線振動音叉開關，現在增加了無線導波雷達液位計可供客戶選擇使用。這些設備不僅已具備其等同有線設備的所有功能和特性，而且繼承了無線技術獨有的其它優勢。

　　無線液位變送器可通過網關進行組態和訪問，通常僅需數小時就可完成安裝并投入運行 –通過無線網關可靠地將數據傳送到控制系統或數據歷史庫。從控制室可方便地獲取設備的狀態信息和診斷數據，不僅減小了維護工作量，而且因減少了前往現場進行實地查看的必要性從而提高了操作人員的安全。　　

　　在現有裝置上用最新的液位測量裝置替代早先技術不僅減少了維護工作量，而且還能提高測量的準確性。在無鋪設電纜的情況下，無線技術為儲罐存儲應用提供了一種測量的方法。
　　經過廣泛的研究和產品設計，艾默生過程管理公司研制出了業內首款用于連續液位和界面監測的真正無線導波雷達變送器 -羅斯蒙特3308無線導波雷達變送器，它具有增強的組態和診斷功能。

　　從有線羅斯蒙特3300和5300系列導波雷達傳承下來的獨特且成熟的解決方案能夠延長電池使用壽命，而不會降低測量可靠性。通過將低功率電路與獨特的直接切換技術（使用高速發射與接收切換技術）相結合，使得電能消耗與信號強度之間達到了平衡，性能最優，電池壽命通常可長達九年。

　　從操作室或中央控制室可遠程查看電池壽命，并且設備儀表板提供逐步組態過程，有助于減少誤差。

對于關鍵應用中的防溢罐保護，目前法規要求更加嚴格，通常要求安裝液位冗余測量裝置。另外，許多公司都采用多樣化技術以進一步減低風險。
　　建議所有儲罐均應配置獨立高液位開關設備。獨立高液位開關設備在液位測量儀表發生故障的情況下或當液位測量值轉化為體積量時發生錯誤的情況下，可以防止發生溢流冒罐。這為防溢罐保護提供了一種輔助方法。警報由儲罐內的固定報警點開關或探頭產生，即一旦液體液位升高到與它們接觸，便開始報警。因此，這些開關和探頭是通過測量液位而產生報警。
艾　　默生過程管理公司的羅斯蒙特2160是無線振動音叉液位開關的一個很好的例子。該傳感器幾乎適用于所有液體應用場合，基本上不受流量和產品類型變化的影響。易于安裝和維護，該經DiBt認證的開關，其主要特征是具有一個顯示開關輸出狀態和診斷數據的集成液晶顯示屏，它可實時、準確地提供各項工藝條件的檢測結果。振動音叉上發生產品聚積或振動音叉發生    堵塞或過度腐蝕等情況，都會通過音叉傳感器頻率的的變化顯示出來，提示可能需要維護。典型應用包括防溢罐保護、高低液位報警、泵控制（限制檢測）和泵保護或空管檢測。

　　小 結
　　使用無線導波雷達液位變送器測定液位，并結合無線振動音叉液位開關進行低位和防溢罐保護，可滿足在遠程位置或難以到達的位置進行精確、可靠的液位和界面監測的需要。它們的特點是安裝成本低，調試快速、簡單，數據測量可靠，提供操作的遠程可見性、安全地優化儲罐的使用并幫助避免溢流冒罐。

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