差压变送器应用与油库计量

前言
目前，比较流行的油库油罐液位的测量设计是采用雷达液位计或浮球、浮标、钢带式液位计等。雷达液位计虽然精度高但成本也高，而浮标、浮球等液位计，安装、维护还是比较麻烦的。差压式液位计，在锅炉汽包等密闭容器中应用广泛，但测量结果并非真正液位，因此在油罐液位测量的设计鲜有应用。其实油库油罐的精确液位，并不十分重要，用户实际要了解的并不是液位，而是通过测量液位来了解油罐中油品的实际数量（即吨数），从而防止满溢。由此分析采用差压法来测液位（实际为吨数）也不失为一个好的选择。因为目前差压变送器的应用十分成熟，像菲格瑞思仪表公司的FG700差压变送器，技术十分完善，精度可达0.25级，而且性能和价格比较有优势。
2设计原理
顾名思义差压式液位计所测量的结果是压力差，即△P=ρg△h。而由于油罐往往是圆柱形，其截面圆的面积S是不变的，那么，重量G=△P·S=ρg△h·S，S不变，G与△P成正比关系。即只要准确地检测出△P值，就可以得到实际油品的库存量G，从公式还可知其密度ρ与高度△h成反比，在温度变化时，虽然油品体积膨胀或缩小，实际液位升高或降低，所检测到的压力始终是保持不变的。如果用户需要显示实际液位，也可以引入介质温度补偿予以解决。
3实际应用
在北京油库项目，笔者将此思路应用到实际设计中。
设计条件：2000m3油罐，直径d=14.5m，高度h=14m。
一次表：选用北京菲格瑞思仪表有限公司FG700法兰式隔爆差压变送器，选用法兰式是防止罐底脏物沉淀而堵塞引压管，变送器量程0～140kPa。
二次表：选用FXT系列智能光柱显示报警仪，万能信号输入，可任意改变量程，用光柱显示液位，用数字显示油品的吨数。以6#罐为例，S=π×r2=3.14×7.252=165m2，高为14m。
在油罐顶部，设计一套液位报警装置，防止油品满溢，作为双保险。在应用中由于测量值直接为吨数，故油罐不论贮存何种油品，二次表显示的值是油罐内油品的吨数，避免了需要测定密度进行换算的麻烦。
一般情况油品出入库往往是采用泵输送经过椭圆齿轮流量计计量，由于流量计的精度有限，最高也只有0.25级，还需测密度计算，其结果往往有些出入，从而造成计量纠纷。现在因为油罐测量的结果为吨数，而且精度可达到0.25级，因此，与容积式流量计相比，计量结果更准确。虽然在小数量的油品出入库时，由于分辨率的原因，测量的结果绝对误差较大，但在大数量的油品出入库时，其较高的精度和较小的相对误差，是其它计量手段所无法比拟的，特别适合月度、季度、年度的盘存。实践表明其主要优点有：①安装维护简单方便；②读数直观直接明确，可直接读出油品的库存量；③免除了密度的测定和换算。
4注意问题
（1）设计和安装时应考虑油罐底部的取压开孔尽可能放低，以消除温度变化而造成的误差，必要时引入温度补偿。
（2）在油罐的罐体水平截面不等的情况下（如上小下大），要考虑补偿措施。如二次表选用FGST系列液位-容量控制仪。
（3）为达到一定精度，如油罐顶部装有呼吸阀时，必须采用差压变送器而不能采用压力变送器。对敞口油罐或精度要求不高时，可直接采用压力变送器以方便安装。
（4）二次表尽量采用智能表，可方便改变量程，实现温度补偿等。
（5）安装时差压变送器的负压室要安装集水器，并要经常排污，以免积水影响准确度。

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