储罐中的超稠油液位检测设计与实现

摘要：超稠油介质具有独特的物性，常温下的粘度较高，其生产过程需要再较高温度下进行操作运行。由于操作运行温度较高，且超稠油的密度与水接近，在液位测量方面需要针对实际，采取可靠、实用的测量方法。此方法的介质液位检测通常有微波法，射线法，射频导纳型，差压式、雷达液位计等。

1、前言

   目前，储罐中的超稠油液位的检测方法有微波法，射线法，电容射频导纳型，差压式，雷达液位计等。（这里为什么不谈磁翻板液位计，那是因为磁翻板液位计不太适合粘稠度较高的介质）。射线法测量仪表价格较高，由于其测量原理是采用放射性涉嫌，在操作使用安全上还有一定的隐患；微波法测量仪表的价格相对较高，容易被“水雾”现象干扰（如雷达液位计，超声波液位计），极易造成“假液位”现象，给生产操作带来不便；电容射频导纳法测量仪表的价格也相对较高；而不受价格和生产条件影响的差压式测量仪表更为合适超稠油生产的实际应用。

2、差压式测量仪表的设计基准

   差压法测量液位原理是通过检测液体在纵向二点不同高度的静态压力所形成的压力差。工程上的差压测量是通过检测不见将其感应到传感膜片，继而将机械动作转换成电信号至仪器的放大元器件，形成电气信号并就此传输，形成差压式测量仪表。现今的差压式测量仪表的测量准确度（精度）通常不低于1.5级，甚至更高。

   精度分别为：1、基准，标准；2、一等标准；3、二等标准。在功臣管生产中所采用的精度等级一般不低于一等标准即可满足生产运行的稳定。当然，测量精度越高，工程的检修参数显示越精确，而特定的、工程要求的属于计量级别的除外。对于站、厂内的超稠油介质生产，属于非计量级别的工程生产运行，液位检测通常采用不低于二等标准的测量精度就可以满足工程生产操作管理的需要。

  由于超稠油的物理特性比较特殊，所以超稠油的生产操作运行温度是在130-200度之间；另一个特俗物理特性是他的密度与水的密度很相近，根据纵向同高度液体所产生的静态压力相同的作用原理，由于超稠油的密度接近于水，所以所产生的液体静压大小比较接近。对于含水的超稠油的介质来讲，整个液体的密度没有什么变化，容器中的超稠油液位检测而采用差压式测量作为设计的根本。

3、差压式测量 仪表的设计方法

利用压力作用于同高度所形成的压强相同原理，作为超稠油介质在储油罐中的液位测量的基准，测量方式见图1。图中“低位取压点”是生产分离器所能承接生产需要的较低液位或以下，这是差压式测量的基准要求;“高位取压点”是生产分离器所能承接生产需要的较高液位或以上，高位点是针对图B而言，图A和图B的高位取压位置不同，主要根据设备和工艺的实际情况来确定，图A的取压位置是三相分离器顶部有可以安装的合适位置，不影响工艺专业和其它专业的安装和操作，自身又有空间进行安装与维护。

    差压式测量仪表的安装方式有两种:一种是带导压管连接的法兰式，可以与设备上的预制法兰加法兰截止阀直接连接;另一种是具有螺纹连接孔，通过引压管与设备上的预制压力接头加螺纹截止阀连接。
    采用差压式测量生产分离器中超稠油(含水)的液位，由于存在着油、水密度上的差异，其密度差异带来的测量精度影响为:产生的密度绝对误差(1.036.3-1) =0.0363 (g/cm3)
    通常超稠油生产中三相分离器(或二相分离器器）的油水比为5:1(较大的含水量)，在这种工况下生产运行，对于差压式测量仪表而言，即使选用测量精度不是很高的精度为1.0级的测量仪表，由于密度差所形成的较大测量误差为:
    相对误差0. 0363/6 X 100%=0.605%
    由此看来:密度所产生的影响远低于仪表本身的测量误差〔精度)，与1. 5级的测量精度相比，是完全可以的;对于站场级生产操作而言，丝毫不会影响工艺生产、设备运行的操作要求。
    差压式测量超稠油介质在储油罐中的液位，同其它种类的测量仪表相比，优点在于:
      (1)不受“水雾”现象的影响;
      (2)可以适应较高温度的生产介质;
      (3)一次性投资较低，且维护很寻常。

4、应用建议
    (1)仪表安装要考虑环境温度的影响。
      (2)低位取压点一定要深入介质的较低生产液位以下。
      (3)仪表的安装位置要能适合方便操作与维护、维修，安装后的迁移量要考虑。
      (4)仪表选取的量程不宜过大。