激光料位計(jì)在石化催化裝置催化劑罐上的應(yīng)用

任海杰（山東省濱州市博興縣，山東 濱州 256500）

激光料位計(jì)在石化催化裝置催化劑罐上的應(yīng)用

任海杰
（山東省濱州市博興縣，山東 濱州 256500）

通過比較各種料位計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇了K-TEK的激光料位計(jì)測(cè)量催化裝置冷催化劑罐的料位，實(shí)現(xiàn)了催化劑罐料位的準(zhǔn)確、連續(xù)測(cè)量，同時(shí)根據(jù)料位通過DCS能夠自動(dòng)計(jì)算出催化劑罐的藏量顯示在操作畫面上，降低了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度及接觸粉塵顆粒的機(jī)會(huì)，為裝置的安全、平穩(wěn)運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

激光料位計(jì)；催化劑罐；藏量

1 引言

催化裝置是中國(guó)煉化企業(yè)中非常重要并且非常危險(xiǎn)的裝置之一，它在整個(gè)煉化企業(yè)中起著舉足輕重的作用，催化劑作為催化反應(yīng)的一部分，催化劑罐料位的準(zhǔn)確性顯得格外重要。在過去的設(shè)計(jì)及周邊的地方煉油廠中，目前仍然采用人工檢尺的方式間斷性的測(cè)量催化劑罐的料位，這種方式給操作工帶來很大的工作量，而且操作工頻繁接觸催化劑，給自身的健康帶來不利。因此，催化劑罐必須通過增加料位計(jì)來解決這些問題。由于催化劑是固體顆粒、而且含有金屬元素，常規(guī)的料位計(jì)無法準(zhǔn)確測(cè)量，經(jīng)過多次研究與改進(jìn)，最終選擇了K-TEK的激光料位計(jì)。

2 料位計(jì)的工作原理

激光物位計(jì)也稱激光料位計(jì)，由半導(dǎo)體激光器發(fā)射連續(xù)高速脈沖激光束，激光束遇到被測(cè)物體表面進(jìn)行反射，光線返回由激光接收器接收。并精確記錄激光發(fā)射到接收之間的時(shí)間差，從而確定從激光雷達(dá)到被測(cè)物之間的距離。

距離物料表面的距離D 與脈沖的時(shí)間行程T 成正比：

D=C×T/2 其中C 為光速

因空罐的距離E 已知，則物位L 為：

L=E-D

根據(jù)用戶設(shè)置的量程和滿度信息，處理器計(jì)算出當(dāng)前料位的百分比，然后按照比例輸出4-20mA或0-5V等模擬信號(hào)、RS485Modbus的數(shù)字信號(hào)、警示報(bào)警繼電器開關(guān)信號(hào)等。

根據(jù)測(cè)量時(shí)間方法的不同，激光雷達(dá)物位計(jì)可分為脈沖式和相位式兩種測(cè)量形式。

工作原理圖如圖1所示。

3 料位計(jì)的選型要求

3.1 防護(hù)等級(jí)及防爆等級(jí)的要求，要求防護(hù)等級(jí)IP65以上，防爆等級(jí)ExdⅡCT4。

3.2 量程要求，由于催化罐高32m，因此選擇料位計(jì)的測(cè)量范圍0-30m。

3.3 吹掃風(fēng)的要求，由于催化劑罐內(nèi)在加催化劑的過程中會(huì)出現(xiàn)粉塵，為了避免產(chǎn)生的粉塵堵塞測(cè)量管，需要增加反吹風(fēng)線，反吹風(fēng)的壓力要高于催化劑罐的壓力。

4 料位計(jì)的安裝要求

4.1 料位計(jì)安裝口的下部不能有金屬柵欄等金屬遮擋物，如果有金屬遮擋物，激光打到金屬上會(huì)造成反射，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。

4.2 激光料位計(jì)需要接反吹風(fēng)線，反吹風(fēng)線需要加空氣過濾減壓閥，控制風(fēng)壓0.4MPa左右。

5 料位計(jì)安裝后效果分析

5.1 能夠準(zhǔn)確的指示料位計(jì)的料位，與人工檢尺對(duì)比誤差在5mm以內(nèi)。

5.2 在DCS上通過公式計(jì)算催化劑罐的藏量，便于操作工的查看。

5.3 該料位計(jì)自2012年投用以來，截止目前運(yùn)行穩(wěn)定，能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)催化劑罐的料位，降低了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

6 其他應(yīng)用領(lǐng)域

6.1 氣柜作為石化裝置的重大危險(xiǎn)源，氣柜液位的準(zhǔn)確性顯得格外重要，氣柜液位常用的測(cè)量方式是雷達(dá)液位計(jì)，雷達(dá)液位計(jì)在測(cè)量的過程中存在一個(gè)缺點(diǎn)，雷達(dá)回波容易發(fā)散，產(chǎn)生的虛假回波導(dǎo)致液位計(jì)頻繁波動(dòng)。

6.2 用激光液位計(jì)測(cè)量氣柜的液位就解決了這一難題，保證液位測(cè)量的準(zhǔn)確性。

[1]馬宏偉，萬土良，楊芳.催化劑粉塵離線監(jiān)測(cè)技術(shù)在石化重催裝置中的應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2004（02）：37-39.

TQ426

A

任海杰（1984-），男，山東廣饒人，山東京博石油化工有限公司，儀表主任工程師，研究方向自動(dòng)控制。