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        關(guān)于機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)設(shè)計(jì)的分析與研究

        2018-11-30 06:01:31陳會(huì)羅劍李錚宇陳智超彭緒穎于勤偉范永杰
        科技與創(chuàng)新 2018年19期
        關(guān)鍵詞:浮頂機(jī)械式標(biāo)尺

        陳會(huì),羅劍,李錚宇,陳智超,彭緒穎,于勤偉,范永杰

        關(guān)于機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)設(shè)計(jì)的分析與研究

        陳會(huì)1,羅劍1,李錚宇1,陳智超1,彭緒穎1,于勤偉1,范永杰2

        (1.青島實(shí)華原油碼頭有限公司,山東 青島 266500;2.青島盛海電子科技有限公司,山東 青島 266500)

        在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下,石油的用量逐漸增多,為了保證存儲(chǔ)的質(zhì)量,減少安全、環(huán)保問題的發(fā)生,應(yīng)該加大對浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)的設(shè)計(jì)力度。在這一背景下,闡述機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)設(shè)計(jì)的具體情況和常見的石油儲(chǔ)罐液位開關(guān)類型,對機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行深入、全面地分析,探究新型液位開關(guān)的應(yīng)用效果。通過分析,希望進(jìn)一步優(yōu)化石油儲(chǔ)罐液位開關(guān)的性能,實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保的目的。

        浮頂儲(chǔ)罐;機(jī)械式開關(guān);石油儲(chǔ)罐;高低液位

        儲(chǔ)罐液位控制系統(tǒng)根據(jù)浮力原理,浮子在測量管內(nèi)隨液位的升降而上、下移動(dòng),浮子內(nèi)的永久磁鋼通過磁耦合作用,驅(qū)動(dòng)紅、白色翻柱翻轉(zhuǎn)180°。而當(dāng)液位上升時(shí),翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色,下降時(shí)由紅色轉(zhuǎn)為白色,從而實(shí)現(xiàn)液位的指示。通過這樣的方式,能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供參考,提高石油儲(chǔ)罐容量的合理性。如果能夠設(shè)計(jì)出機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān),就會(huì)彌補(bǔ)上述開關(guān)的不足,提高工作的科學(xué)性和合理性。

        1 機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)概述

        浮頂儲(chǔ)罐,其實(shí)就是浮頂式鋼制石油儲(chǔ)罐,其中的浮頂,會(huì)隨著油品液位而發(fā)生升和降。具體來說,浮頂?shù)闹然驹?.8~2 m之間,這樣的設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生以下效果:①低液位,在浮頂落地以后,依然會(huì)繼續(xù)出油,這樣的現(xiàn)象會(huì)使得油品液位、浮頂之間,形成油、氣的空間,所以就會(huì)具備燃爆條件;②高液位,就是當(dāng)浮頂升到高限液位后,再將石油輸入,而這樣的現(xiàn)象,會(huì)導(dǎo)致浮頂被頂出來這一問題,甚至?xí)斐捎推吠庖绲劝踩h(huán)保事故發(fā)生。

        根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)和安全規(guī)范,石油儲(chǔ)罐中必須安裝一個(gè)監(jiān)測高低液位的設(shè)備。在安裝好液位開關(guān)后,將其與輸油泵、出口閥門、儲(chǔ)罐進(jìn)口閥門等進(jìn)行連鎖。基于這樣的方式,一旦高液位開關(guān)產(chǎn)生動(dòng)作,連鎖就會(huì)立刻將儲(chǔ)罐的進(jìn)口閥門進(jìn)行關(guān)閉,并停止輸油泵的運(yùn)行。正是這樣的方式,可以有效避免輸油泵、儲(chǔ)罐發(fā)生憋壓的現(xiàn)象,保證工作安全開展。

        2 常見的石油儲(chǔ)罐液位開關(guān)類型

        隨著石油行業(yè)的發(fā)展,石油儲(chǔ)罐液位的開關(guān)類型越來越多。為了保證機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)設(shè)計(jì)的合理性,就應(yīng)該掌握常見開關(guān)的類型及其相對應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)。其中,常見的石油儲(chǔ)罐液位開關(guān)類型,主要包含以下幾種。

        2.1 音叉式液位開關(guān)

        對石油儲(chǔ)罐進(jìn)行打孔,然后再焊接導(dǎo)管,而導(dǎo)管中就是音叉式液位開關(guān),當(dāng)油品接觸以后,就會(huì)對液位的高、低進(jìn)行檢測,所以屬于接觸式設(shè)備。這種開關(guān)具有對位置的檢測準(zhǔn)確、沒有漂移的現(xiàn)象、測試的方式相對直觀等方面的優(yōu)點(diǎn);具有不適合低液位、導(dǎo)管容易被銹蝕、影響儲(chǔ)罐整體的安全性[1]等方面的缺點(diǎn)。另外,下雨時(shí),如果雨水進(jìn)入導(dǎo)管中,就會(huì)影響報(bào)警信息的準(zhǔn)確性,而且在開關(guān)觸發(fā)以后,必須對其進(jìn)行清理,否則將無法繼續(xù)工作。

        2.2 超聲波式液位開關(guān)

        這種方式的設(shè)計(jì)相對簡單,就是將超聲波式液位開關(guān)緊貼在石油儲(chǔ)罐壁上,然后依靠油品的超聲波變化,對其液位的高低進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。所以,超聲波式液位開關(guān)屬于非接觸式的開關(guān)。而這種開關(guān)不需要對石油儲(chǔ)罐進(jìn)行打孔,所以能夠避免對儲(chǔ)罐的破壞;但其存在嚴(yán)重的漂移現(xiàn)象,同時(shí)誤報(bào)率相對較高,很難對石油液位進(jìn)行直觀、有效檢測,影響工作的有效性。

        2.3 射頻導(dǎo)納式液位開關(guān)

        這種開關(guān)是在罐頂?shù)奈恢冒惭b一個(gè)垂直的導(dǎo)管,然后將射頻導(dǎo)納式液位開關(guān)安裝在其中,在油品與其接觸時(shí),就會(huì)發(fā)生相對應(yīng)的信息,所以其屬于接觸式的開關(guān)。射頻導(dǎo)納式液位開關(guān)具有無漂移、檢測準(zhǔn)確、測試直觀等方面的優(yōu)點(diǎn);而在應(yīng)用中,它同樣存在很多不足,比如不能應(yīng)用在低液位的檢測中,同時(shí)在一次觸發(fā)以后,必須對其進(jìn)行清理。另外,測試檢驗(yàn)時(shí)還應(yīng)該將導(dǎo)管打開,將射頻導(dǎo)納式液位開關(guān)取出,存在一定的安全隱患,威脅工作人員的安全。

        3 機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

        3.1 設(shè)計(jì)方案

        3.1.1 確定高低液位的位置

        在石油儲(chǔ)罐液位開關(guān)的設(shè)計(jì)中,為了能夠從根本上克服上述常見石油儲(chǔ)罐液位開關(guān)的不足,設(shè)計(jì)出了一種新型的開關(guān),即機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,可以借助儲(chǔ)罐外標(biāo)尺,對其進(jìn)行定位、設(shè)計(jì)。具體來說,石油儲(chǔ)罐的外標(biāo)尺在浮頂落地時(shí),其位置剛好與低液位的觸發(fā)位置相對,即標(biāo)尺位于石油儲(chǔ)罐的上部。如果儲(chǔ)罐中高液位超出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),那么儲(chǔ)罐下部的外標(biāo)尺就能夠自動(dòng)對其進(jìn)行標(biāo)記。通過這樣的方式,就能夠確定高低液位限制的具體位置,為后續(xù)的相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。實(shí)際上,設(shè)計(jì)機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān),在其后續(xù)的工作中,主要就是確定儲(chǔ)罐外部的外標(biāo)尺的適用方法,并將其轉(zhuǎn)換為高低液位的開關(guān)。

        3.1.2 安裝機(jī)械式干觸點(diǎn)式限位開關(guān)

        為了能夠解決上述問題,實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)的功能,本文所采用的方式具有較強(qiáng)的針對性和科學(xué)性,以此來保證設(shè)計(jì)工作的合理性,實(shí)現(xiàn)機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。具體而言,在設(shè)計(jì)工作中,將機(jī)械式干觸點(diǎn)式限位開關(guān)分別安裝在石油儲(chǔ)罐的高低限制位置,也就是行程開關(guān)。通過這樣的設(shè)計(jì)方式,能夠?qū)崿F(xiàn)對高液位、低液位的同時(shí)檢測。

        也就是說,依靠石油儲(chǔ)罐的外標(biāo)尺的擠壓,就能夠觸發(fā)行程開關(guān)[2]。在這一基礎(chǔ)上,就能夠準(zhǔn)確地將高低液位的開關(guān)引出來,進(jìn)而獲取儲(chǔ)罐中高液位、低液位的數(shù)據(jù),發(fā)揮機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)的作用。同時(shí),為了能夠提高機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)的智能性,為工作人員營造一個(gè)安全的工作環(huán)境,在設(shè)計(jì)的過程中,還將自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用在其中。受自動(dòng)控制系統(tǒng)的影響,就能夠在液位信號進(jìn)入其中以后,實(shí)現(xiàn)與儲(chǔ)罐罐前進(jìn)口閥門、出口閥門和輸油泵連鎖的目的。

        3.1.3 非通電設(shè)計(jì)

        結(jié)合上述設(shè)計(jì)方式,機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)能夠以自動(dòng)化的方式,合理地應(yīng)用在石油儲(chǔ)罐中,以此來保證檢測結(jié)果的有效性。同時(shí),在設(shè)計(jì)的過程中,并沒有對機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)進(jìn)行通電設(shè)計(jì),卻能將液面的位置進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)記,主要是因?yàn)榻柚耸蛢?chǔ)罐外部外標(biāo)尺的作用。如上文所述,在機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)運(yùn)行的過程中,其僅僅通過外標(biāo)尺的擠壓,就完成了位置的標(biāo)記,所以能夠節(jié)約對電力資源的消耗,踐行節(jié)能環(huán)保的理念。正是基于這樣的設(shè)計(jì),全面增強(qiáng)了儲(chǔ)罐的安全性,減少了安全事故的發(fā)生。

        3.2 應(yīng)用效果

        在日常的工作中,將機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)應(yīng)用其中,能夠在很大程度上減少工作人員的工作量,同時(shí)可以提高液位檢測的準(zhǔn)確性,進(jìn)而為相關(guān)工作提供更加便利的條件。具體來說,機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)經(jīng)過設(shè)計(jì)以后,并將其應(yīng)用在實(shí)際中,取得了以下的效果。

        3.2.1 解決了傳統(tǒng)液位開關(guān)的諸多缺點(diǎn)

        應(yīng)用機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān),不需要再對儲(chǔ)罐進(jìn)行打孔,同時(shí)也不需要對其進(jìn)行清理,既能夠?qū)Ω咭何贿M(jìn)行檢測,也能夠?qū)Φ鸵何贿M(jìn)行檢測,為檢測工作提供了便利。另外,機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)的設(shè)計(jì)采用自控系統(tǒng),提高了自身的智能化程度,保證工作的安全性。

        3.2.2 安裝相對方便

        機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)可以將行程開關(guān)直接固定在標(biāo)尺指示鐵皮上,這樣的安裝方式減少了工作量,并提高了工作的便捷性與工作效率[3]。

        3.2.3 便于工作人員對油庫進(jìn)行改造工作

        機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)運(yùn)行并不需要接通電源,屬于干觸點(diǎn)式,這樣的設(shè)計(jì)方式便于工作人員對油庫進(jìn)行改造工作。究其原因,在傳統(tǒng)的液位開關(guān)中,通常需要4芯線纜,其中2芯為信號線纜,另外2芯為電源線纜。而機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)的設(shè)計(jì)中,僅需要2芯線纜,且均為信號線纜,尤其是在一些沒有低液位開關(guān)的老庫區(qū)中,改造、安裝都十分便捷。

        4 結(jié)語

        綜上所述,機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)的設(shè)計(jì)有著重要的價(jià)值,能夠在很大程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)液位開關(guān)的不足,進(jìn)而強(qiáng)化開關(guān)的總體性能。基于這一前提,設(shè)計(jì)人員結(jié)合石油儲(chǔ)罐的相關(guān)需求,對機(jī)械式液位開關(guān)進(jìn)行了針對性的設(shè)計(jì),并降低了電能消耗,在實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的同時(shí),為工作提供了更多的便利。所以,結(jié)合本文的分析可知,機(jī)械式浮頂儲(chǔ)罐液位開關(guān)的設(shè)計(jì)方式具有較強(qiáng)的可行性。

        [1]王恒林,張立軍,吉天儀.新型智能外貼超聲波液位開關(guān)在?;穬?chǔ)罐液位控制的應(yīng)用[J].儀器儀表用戶,2018,25(01):43-45.

        [2]王帆.外測液位開關(guān)在丙烯儲(chǔ)罐上的應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化,2016,52(06):67-68.

        [3]張鴻飛.變頻超聲波液位開關(guān)在丁辛醇儲(chǔ)罐中的應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化,2016,52(04):60-62.

        〔編輯:嚴(yán)麗琴〕

        2095-6835(2018)19-0082-02

        TH816

        A

        10.15913/j.cnki.kjycx.2018.19.082

        范永杰。

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