Измерение уровня в резервуаре с плавающей крышей: радар в измерительной трубе

Измерение уровня в резервуаре с плавающей крышей: радар в измерительной трубе

При измерении уровня в резервуаре с плавающей крышей необходимо различать уровень жидкости и положение крыши. Радар на неподвижной успокоительной трубе, привязанной к базе резервуара, может измерять уровень продукта при утверждённой конфигурации измерительной трубы. Прибор на плавающей крыше измеряет расстояние относительно этой движущейся крыши, если не предусмотрено независимое определение её положения. Перед выбором крепления проверьте чертёж резервуара и исходную отметку измерения.

Что в действительности показывает измерительная труба

Измерительная труба проходит вертикально через крышу; её внутренний диаметр и антенну выбирают совместно. Отверстия или прорези обеспечивают свободное движение продукта и паров. Радар сверху трубы измеряет уровень внутри неё. Обычно это наиболее чистый отражённый сигнал в резервуаре: спокойная плоская поверхность в узкой трубе почти без турбулентности паров.

Однако уровень внутри трубы полезен лишь при свободном сообщении с резервуаром. При рассмотрении проекта проверьте три пункта:

При контролируемом заполнении сравните показания в трубе с утверждённым независимым контрольным измерением на нескольких уровнях. Ручной замер допустим только через предусмотренный доступ по процедуре площадки; убедитесь, что сообщение трубы с резервуаром обеспечивает требуемое быстродействие сигнализации.

Наклон крыши реален и важнее точности преобразователя

Большая плавающая крыша не является жёсткой плоскостью. Она наклоняется при отборе продукта с одной стороны и при различной нагрузке на понтоны. Допустимые наклон и перемещение крыши определяются конструкцией резервуара и оценкой условий эксплуатации. Для безопасности важно задавать отметку срабатывания относительно наивысшего положения, которого могут достичь продукт или крыша, а не относительно среднего уровня.

Поверхность жидкости и плавающая крыша — разные ориентиры. Крыша может наклониться, заклинить, сесть на опоры или потерять плавучесть, тогда как уровнемер жидкости продолжает показывать правильно. По конструкции крыши, уплотнения и резервуара определите самую низкую предельную отметку; затем вычтите подъём уровня за время обнаружения и останова, неопределённость измерения и необходимый эксплуатационный запас. Отдельно может потребоваться контроль положения или наклона крыши.

Пример расчёта. Пусть утверждённая предельная отметка составляет 19.2 m, требуемая высота свободного борта — 0.30 m, расчётный допуск на крышу — 0.06 m, а неопределённость измерения — 0.03 m. Получается 18.81 m без дополнительного отступа на заполнение за время обнаружения и останова. Это ещё не полная верхняя аварийная уставка: нужно учесть скорость заполнения, время реакции и закрытие конечного исполнительного элемента.

Наружная плавающая крыша: измерять положение крыши или уровень продукта

У резервуара с наружной плавающей крышей обычно нет неподвижной кровли над плавающим настилом. Уровень продукта обычно измеряют в неподвижной успокоительной трубе, закреплённой относительно неподвижной базы резервуара. С неподвижной внешней опоры можно вместо этого отслеживать мишень на крыше для контроля её положения. Отверстие или зазор возле понтонов сами по себе не гарантируют свободный и представительный путь измерения уровня жидкости.

Отслеживание мишени на крыше показывает положение крыши, а не непосредственно уровень жидкости. Связь меняется с плавучестью, нагрузкой на крышу, посадкой на опоры и нештатными состояниями. Крыша может погрузиться в продукт; поэтому одно её положение в общем случае не заменяет независимое измерение уровня жидкости для защиты от переполнения. Проверяйте каждую функцию по требуемой для неё величине.

Сначала выберите величину, которой действительно нужно управлять, затем — крепление. Не принимайте типовой чертёж с преобразователем «где-то наверху».

Сигнализация и независимость при плавающей крыше

Защита от переполнения резервуаров с плавающей крышей подчиняется той же логике независимости, что и для любого резервуара: верхняя аварийная ступень не должна иметь общей единичной точки отказа с контуром управления. Практическая схема — непрерывное радарное измерение в измерительной трубе для управления и учёта запасов плюс независимый сигнализатор предельного уровня: поплавковый или вибрационный вилочный в отдельной трубе либо патрубке, подключённый к отдельному входу аварийного останова.

Учитывайте две характерные для плавающих крыш причины совместного отказа:

Оба прибора в одной засорённой измерительной трубе откажут одновременно.

Оба прибора, питающиеся от одной коробки на крыше, одновременно потеряют питание, если при движении крыша повредит кабель.

Вопросы по проектам с плавающей крышей

Вопрос 1. Может ли один преобразователь обеспечивать учёт запасов и защиту от переполнения?

Он может передавать информацию для обеих функций, но при анализе безопасности один прибор всё равно следует считать одним уровнем защиты. Для верхнего аварийного отключения используйте второй независимый датчик.

Вопрос 2. Нужна ли измерительной трубе отдельная функция успокоения?

Сама труба и служит успокоительным устройством. Её отверстия должны обеспечивать следование уровня за уровнем в резервуаре за требуемое время реакции. При вводе в эксплуатацию проверьте это сравнением с замерной лентой во время контролируемого заполнения.

Вопрос 3. Что происходит с показаниями, когда крыша садится на опоры?

В резервуаре EFR уровень продукта продолжает снижаться ниже отметки посадки крыши; правильно настроенный радар в измерительной трубе может продолжать измерение, пока жидкость находится в его рабочем диапазоне. Труба не обязана быть полностью заполнена. Убедитесь, что она опущена достаточно низко для нужных диапазонов при малом запасе продукта.

Другие технические руководства

• Замена уровнемера на радарный в существующем резервуаре: что можно использовать повторно
• Как задать требования к радарному уровнемеру: 14 параметров, определяющих предложение

Обсудите свою задачу измерения с METRAVON

Технические источники

• Руководство по установке измерительного оборудования на резервуарах с плавающей крышей