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罐区智能无线雷达液位计选型与探索与应用



摘    要:本文通过介绍无线智能雷达液位计的工作原理、性能, 总结了无线智能雷达液位计在罐区的应用中的选型、调试、安装和使用经验, 以及今后发展趋势。

  实现罐区全面智能化提升是一个循序渐进的过程, 需通过每一步可实施可执行的方案着手, 逐步推进, 不断的完善。而无线智能仪表技术综合应用很可能会成为这个过程的第一步。通过无线智能仪表技术综合应用, 可有效降低安全风险, 为实现罐区全面智能化奠定基础。

1、背景:

  目前独山子石化公司炼油厂南、北罐区多数储罐液位计使用的仍是光导液位计, 光导液位计机械传动部件多, 稳定性差, 测量误差较大 (2 mm) ;且故障率高、维护繁琐, 码带卡涩等故障需上罐处理, 在恶劣天气无法作业, 已严重影响到罐区的正常运行。如若在现有基础上升级改造, 则需要面对不能影响正常生产运行、施工时间不能太长、而且不能动火作业的客观要求。

  无线雷达液位计由于具有无盲区、非接触测、不受被测介质物理特性变化的影响等优点, 近年来在石油石化领域得到了广泛的应用。随着工业智能化的进程加快, 许多企业开始采用先进的技术、设备以及管理手段来提高运营效率、降低安全和环境风险。在罐区管理上同样如此, 罐区的智能化提升, 体现在罐区的各个方面 (见图1) , 从管理系统到现场设备仪表, 从操作执行到运营维护, 从硬性的基础设施到软性的管理理念和人员, 涉及到众多环节的变革和提升。

2、无线雷达技术在炼油厂应用的探索:

2.1、无线雷达技术:

  智能无线技术无需沟渠和桥架长距离布线, 可节省材料、降低人工成本以及缩短工程设计和项目执行时间。智能无线技术还使得用户自动化管理变得更简便快捷, 且成本更低。将储罐液位计与智能无线技术相整合通过无线方式连接仓储罐区和控制室 (见图2) , 可降低高达50%的系统安装成本, 并且还可以减少高达60%的实施时间, 大大减少了改造仓储罐区自动化所需的预算。

图1 无线技术在罐顶压力控制的应用

图1 无线技术在罐顶压力控制的应用

 

图2 无线雷达液位计罐区安装示意图

图2 无线雷达液位计罐区安装示意图

  许多本以受益于现代非接触式液位计的储罐存储工厂仍在使用落后的信号布线, 甚至没有连接到仓储罐区。改造落后的液位计系统昂贵且费时, 因仓储罐区和控制室之间的距离可能超过1 km, 需大量挖沟渠或桥架布线。因为预算限制, 一些工厂继续忍受因为通信限制和低性能机械储罐液位计而引发的维护问题。现在通过智能无线技术, 无需新的长距离信号线即可安装全新的基于雷达的Raptor罐区自动化系统。这将从根本上节省材料、降低人工成本以及工程设计和项目执行时间。

  无线的储罐液位计系统对新安装或升级现有站点非常有效, Raptor系统使用户可灵活、自由地实施高效的智能化罐区战略。用户可通过无线方式逐个整合新的储罐液位计系统。大多数升级无需停止仓储罐区的运转就能进行。无线储罐液位系统还减少了设备维护和巡检的工作量, 减少了人员到现场次数, 降低人员的安全风险。

2.2、炼油厂南北罐区液位计改造探索方案:

(1) 炼油厂南罐区。目前原料车间南罐区14储罐液位计使用的是光导液位计, 光导液位计测量数据不准确、稳定性差;而且故障率高、维护繁琐, 这种基于接触式液位仪表的使用, 带来大量的维修维护工作, 已经严重影响到罐区的正常生产, 急需整改。现改造为14台3308无线雷达液位计通过Wireless Hart信号到无线1420网关;1420无线网关再与主机系统的无缝集成;主机系统可是DCS, PLC, HMI;之间的通讯方式可以是以太网、Modbus、OPC。为了使无线通讯网络更加稳定;1420网关与主机系统通讯更加安全可靠;整个无线通讯网络中使用了10台702无线中继器;2台1420网关互为冗余。
(2) 炼油厂北罐区。原料车间北罐区2储罐液位计使用的是光导液位计, 现改造为2台3308无线雷达液位计通过Wireless Hart信号到无线1420网关;1420无线网关再与主机系统无缝集成;主机系统可是DCS, PLC, HMI;之间的通讯方式可以是以太网、Modbus、OPC。为了使无线通讯网络更加稳定, 整个无线通讯网络中使用了6台702无线中继器。
(3) 现场施工步骤。
(1) 确定无线网关1420和无线中继器702的具体安装位置;
(2) 对无线网关1420、无线中继器702、3308无线液位计进行初步组网调试;
(3) 指导安装无线网关1420、无线中继器702、3308无线液位计;
(4) 协助完成无线网关1420和DCS系统之间的通讯工作。

3、结语:

  智能无线技术在化工生产过程中的应用经验证明, 在生产现场单元组建智能无线网络, 不仅可以节省工程项目成本, 提高工厂管理水平, 还可为今后生产现场实施工艺改造、增加过程测点提供便利。本文针对安全环保合规、提升操作性等罐区可能遇到的问题提出无线智能雷达液位计改造探索解决方案, 且该解决方案是罐区智能化发展的必要步骤, 是将来进一步智能化的基础。



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