摘要：再黃島地下油庫改造工程中，分別在1號和3號地下儲罐安裝了雷達液位計監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過天線發(fā)出到達介質液面的發(fā)射波，檢測出其與反射波之間的頻率變化，與被測液面距離成正比關系，能夠準確地計算出罐存在介質的液位，并可同時將液位、溫度及裂隙水位等重要數(shù)據(jù)傳至地面控制中心進行監(jiān)測，減輕了工人的勞動強度，提高了安全生產的保障系數(shù)。該系統(tǒng)具有精確度高、傳輸速度快、防爆性能好及維修方便等特點。介紹了系統(tǒng)的結構原理與技術特性。

 

為使東黃老線（黃島-東營，直徑529mm）重新啟用，輸送進口原油，1997年，中國石油天然氣管道局勝利輸油公司對黃島地下油庫進行了大規(guī)模的改造施工。主要任務是對電氣儀表、輸油泵的更新?lián)Q代和部分管道流程的改造。黃島地下油庫共建有3座5*104m3的儲油罐，2號儲罐和3號儲罐是聯(lián)通的（液位相同）。由于黃島地下油庫的特殊工作環(huán)境和地理位置，無論是從安全生產，還是從運行監(jiān)控方面，都對工程施工、設備選型、安裝調試提出了更新更高的要求。

 

目前，廣泛使用的油罐液位計監(jiān)測系統(tǒng)的功能、價格不盡相同。常用的有浮子式液位計、投入式（差壓式）液位計、超聲波液位計和雷達液位計等。經(jīng)中國石油天然氣管道勘察設計院選型確認，較終選用了瑞典公司生產的高精度、高性能雷達液位計監(jiān)測系統(tǒng)，分別安裝在1號和3號地下儲罐上。該儀表檢測系統(tǒng)沒有任何一個部件與罐存介質有實際接觸，除雷達天線外露外，其余組件均有密封保護措施。通過雷達液位計的DAU數(shù)據(jù)處理單元，可以方便的將液位之外的其他信號（如油水界面儀的4-20mA信號（側裂隙水位）、油罐平均溫度計的pt100熱電阻值）快捷、準確地傳至地面控制室。系統(tǒng)具備了工藝流程、參數(shù)趨勢顯示、事故報警處理、數(shù)據(jù)報告打印等多種功能，不僅可以實現(xiàn)油罐液位在地下、地面的兩級顯示，而且還可以利用DAU監(jiān)測出儲罐的油溫和地下庫裂隙水位。大大地減輕了勞動強度，提高了安全生產的保障系數(shù)。

 

二、基本原理

1、系統(tǒng)基本結構

雷達液位計系統(tǒng)式一種能夠測量罐位和介質溫度的智能型精密監(jiān)控系統(tǒng)，具有多種規(guī)格型號適用于各種罐存介質，如原油、瀝青、提煉油及LPG/LNG氣體等。它的主體部分雷達頭及天線的重量僅有20KG，通過法蘭連接在罐頂即可，液位計系統(tǒng)不與罐內介質接觸，完全符合高可靠性、高精確度（正負1mm）、高性能（較大響應實際0.06S）的設計要求。

 

黃島地下儲罐(1號和3號)安裝的是兩臺RTG 2945型雷達液位計，它通過選擇152.4-304.8 mm的法蘭連接到罐內的帶孔鋼管中，現(xiàn)場總線(TRL/2)將RTG2945,DAU (DATA ACQUI-SITION UNIT)連接起來，再通過總線調制解調器與控制室上位機相連接，組成一個完整的雷達液位計L/2監(jiān)控系統(tǒng)(見圖1).

    2,  RTG 2945雷達液位計系統(tǒng)組件

    RTG 2945液位監(jiān)測系統(tǒng)是由雷達頭及圓錐型天線、DAU數(shù)據(jù)接收單元和上位機操作軟件三大部分組成。雷達液位計的構造參見圖2，其測量范圍為00--200 m、工作溫度較高為+2300C、工作壓力較高為1 MPa。

    (1)雷達頭及圈錐天線雷達頭安裝在罐頂，而圓錐天線是在儲油嫩里面的頂部。雷達波波導單元密封在雷達頭的內部，與其電氣單元相連接。電氣單元由以下五個部分組成:電源板、通信板、信號處理板、電流環(huán)板和屏蔽單元(見圖3)。它還有一個微處理器，內存里有數(shù)據(jù)庫所需要的引導程序和主程序。它使用微波單元的數(shù)字化同步反饋通道作為測量油罐液位的依據(jù)，不會因老化和溫度變化而產生漂移現(xiàn)象。雷達波(9.7-10.3 GHz)的測量原理是利用Saab公司的專利技術一FMCW (Frequency Modu-lated Continuous Wave)方法進行的(見圖4),頻率為fo的微波由圓錐天線發(fā)出，經(jīng)t,--t。時間后遇罐存介質液面反射折回，因為能量損失，返回波束的頻率f'有所降低。這個頻率的變化△f(of=fo一ft)與所測罐位d具有一種比例關系，由此就可以方便的計算出罐位:d= 0f X 41. 7.

    (2)數(shù)據(jù)接收單元DAU  DAU分為從屬DAU(Slave DAU)和獨立DAU (Independent DAU )兩種。從屬DAU直接與RTG 2945相連，它的主要功能是可以接入溫度傳感器(平均溫度計Pt 100)，配有現(xiàn)場液晶顯示屏、可滾動顯示液位和溫度參數(shù)。一旦出現(xiàn)上位機通信故障，仍可以在DAU上‘讀出罐位;獨立DAU與TRL/2現(xiàn)場總線直接相連，它有獨立的電源和通信，可以接入溫度傳感器(平均溫度計)和油水界面儀((4-20 mA信號)，也能夠進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示。

    (3)操作軟件RTG 2945液位計監(jiān)測系統(tǒng)使用的軟件包是:Operator's Interface，運行在OS/2WARP操作系統(tǒng)下，該軟件包OPI/2是一種全報表式的工具軟件，具有界面友好、操作簡便等優(yōu)點，可方便快捷地對RTG, DAU及現(xiàn)場總線進行設置，同時具備了流程顯示、報警處理、趨勢顯示、報表打印等多項功能。

    雷達液位計監(jiān)測系統(tǒng)在黃島地下油庫投產運行后，無論是地下現(xiàn)場，還是地面控制室，各方面顯示的性能指標參數(shù)(液位、溫度、裂隙水位)穩(wěn)定可靠，充分體現(xiàn)了精度高、傳輸速度快、防爆性能好和維修方便(僅限于罐頂雷達頭部分)等特點，極大地提高了儀表自動化的應用水平，在惡劣環(huán)境條件下對液位監(jiān)測系統(tǒng)的應用，做了一次大膽有益的嘗試。

 

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