某项目中中间罐区正在使用的液位测量仪表均为接触式仪表,如音叉开关、雷达液位计、伺服液位计及静压液位计等,如改用上述液位计均需要在储罐上开孔,但实际工况无法满足开孔要求,只有外测式超声波液位计的安装无需开孔且满足SIL2等级要求。
1、外测式超声波液位开关的测量原理及应用特点
外测式超声波液位开关传感器探头能产生可变频的超声波脉冲,脉冲信号在储罐等容器内传播,并透过容器内的介质(液体、气体)。 由于液体和气体中的超声波透射率不同,超声波接触罐壁返回的信号也不同,通过接收和分析返回的超声波信号,可判断储罐内是否有介质(液体、气体),超声波变送器将判断结果以开关量信号输出,信号送至机柜间SIS系统,实现对液位的联锁控制。变频超声波在容器内传播不会受到介质气泡、压力以及外界天气的影响,但安装时对介质温度有要求。超声波液位开关变送器表头带有LED显示屏,可实时显示信号强度和故障代码,便于巡检、维护。
与常规液位计需要与介质接触才能测量不同,外测式超声波液位开关采用非接触式测量技术,依据超声波在液体中透射率不同判断液体有无,精度高、易安装维护。
2、现场适用环境
浮盘落底是指当浮顶储罐的液位过低时,浮盘落在了支腿上,此时由支腿支撑浮盘,当储罐液面继续下降时,浮盘和液面之间会形成气相空间,储罐进出料管线流速过快时管线管口可能产生静电聚集,静电与气相的油气相遇极易引发爆炸事故;此外当浮盘落底后,也可能导致支腿坍塌事故。
2021年,上级单位在安全生产集中整治督查时提出:化工中间罐区内浮顶罐浮盘的高度为1.85m,实际联锁点位置距离罐底不足0.5m,联锁点低于浮盘落底的高度,存在安全隐患,应设置在距离罐底2.2m以上位置。原设计内浮顶罐低低液位联锁设置位置过低,不符合国家安全生产监督管理总局令第84号《油气罐区防火防爆十条规定》第六条:严禁内浮顶储罐运行中浮盘落底。
原设计低低液位联锁仪表为音叉开关,若将音叉开关上移,需对储罐开孔,而装置运行中无法实现开孔操作。由于外测式液位开关作业量小,改造难度低,精度可靠,因此为了不影响装置运行,选用外测式非接触式液位开关。经调研定华外测式超声波液位开关可满足SIL等级、在线安装、调试、易维护等要求。