1、項目概況
為提升研究的實踐價值，以體積為20000m3的常溫汽油內(nèi)浮頂罐作為研究對象，該石油儲罐的外形尺寸為38000mm×17820mm，采用雷達(dá)液位計型號為嘉可JKRD，選用10GHz左右信號發(fā)射頻率的帶導(dǎo)波管陣列天線，天線存在小于1mW的微波功率，同時存在1.9左右的汽油介電常數(shù)，為適應(yīng)具體工況，采用8寸法蘭連接雷達(dá)液位計。雷達(dá)液位計現(xiàn)場設(shè)備有儲罐Hub終端與液位變送器組成，Hub回路負(fù)責(zé)液位變送器供電，采用FFTankbus現(xiàn)場總線協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。為實現(xiàn)儲罐內(nèi)液體密度測量，將壓力變送器設(shè)置于罐底，儲罐Hub通過FF總線與壓力變送器通信。
通過分析可以發(fā)現(xiàn)，儲罐Hub基于非本安和本安分為2個腔體，本安側(cè)通過FFTankbus現(xiàn)場總線與現(xiàn)場設(shè)備連接，非本安側(cè)與機(jī)柜室TCU的通信采用TRL/2總線。在雷達(dá)液位的過程控制中，SIL1情況下（用于安全儀表系統(tǒng)）僅存在一個終端電阻于儀表內(nèi)部，終端電阻在SIL2/3情況下不設(shè)置?；谙嚓P(guān)規(guī)范要求，需保證FISCO應(yīng)滿足相應(yīng)條件。項目采用1.5mm2屏蔽雙絞電纜作為FFTankbus電纜，采用TRL/2總線用于機(jī)柜室內(nèi)儲罐通信單元與儲罐Hub間的物理層協(xié)議，同時采用具備通信距離遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng)優(yōu)勢的頻移數(shù)字通信技術(shù)。項目電纜可實現(xiàn)最遠(yuǎn)2.5km的通信，連接成整體的TCU充分考慮現(xiàn)場眾多設(shè)備的重要性，并設(shè)計為冗余。
2、安裝要求
在具體的雷達(dá)液位計安裝中，考慮到測量精度直接受到安裝位置影響，因此具體安裝重點關(guān)注了六方面內(nèi)容。第一，需保證15%的儲罐底板與雷達(dá)液位計安裝法蘭面間高度小于雷達(dá)液位計儲罐開口位置離開儲罐內(nèi)壁距離，該限制在使用導(dǎo)波管時可以忽略；第二，為保證進(jìn)入儲罐內(nèi)部的信號波不受到阻礙，雷達(dá)液位計接口的連接管及法蘭需存在250mm內(nèi)的總長度；第三，在應(yīng)用導(dǎo)波管時，需保證導(dǎo)波管垂直向下并存在≤0.5°的偏差及±1°的水平度；第四，為規(guī)避波動位移，需充分考慮安裝時的儲罐頂板強(qiáng)度；第五，應(yīng)避過內(nèi)部障礙物設(shè)置雷達(dá)波路徑，攪拌器、加熱管、支撐架帶來的影響均需要得到重視；第六，需關(guān)注液位條件帶來的影響，如避開進(jìn)料口產(chǎn)生的泡沫及紊流。
3、導(dǎo)波管制作要點
導(dǎo)波管制作質(zhì)量同樣直接影響雷達(dá)液位計在石油儲罐液位計量中的應(yīng)用，對于項目采用的常溫汽油內(nèi)浮頂罐，必須使用導(dǎo)波管，介質(zhì)液面產(chǎn)生泡沫或存在波動的情況也需要加設(shè)導(dǎo)波管。導(dǎo)波管不應(yīng)隨設(shè)備成套購入，而是需要結(jié)合具體工況由施工單位針對性制作。在本文研究的項目中，導(dǎo)波管制作嚴(yán)格遵循了四方面要求。
（1）采用碳鋼或不銹鋼作為導(dǎo)波管材質(zhì)；
（2）采用整根的導(dǎo)波管，如特殊情況下需要加長導(dǎo)波管，需采用外夾套焊接方法，同時保證焊接內(nèi)壁不存在毛刺及焊縫，且同時存在1.0mm內(nèi)的間隙，否則雷達(dá)液位計的測量精度將受到影響；
（3）基于100~150mm控制罐底板與導(dǎo)波管底距離，同時設(shè)置雷達(dá)反射板（傾斜45°）；
（4）為實現(xiàn)導(dǎo)波管內(nèi)外等液位，導(dǎo)波管交叉開孔需間隔距離，同時還需要存在內(nèi)平面平滑的導(dǎo)波管，否則虛假液位的現(xiàn)象很容易出現(xiàn)。應(yīng)控制具體的開孔尺寸，過小或過大情況均不得出現(xiàn)，否則將導(dǎo)致導(dǎo)波管內(nèi)外液位無法一致，或管內(nèi)液位出現(xiàn)波動。基于具體經(jīng)驗，需基于導(dǎo)波管直徑控制開孔尺寸，DN125、DN200、DN250、DN300直徑的導(dǎo)波管開孔尺寸應(yīng)分別為0.1m2、0.4m2、0.8m2、1.2m2。
