可燃易挥发液体储罐液位的安全测试方案设计

可燃易挥发液体储罐液位的安全测

试方案设计

常用液体测试方法大概可分为6大类。

一、玻璃管法、玻璃板法、双色水位法、人工检尺法

1、玻璃管法

该方法利用连通器原理工作，如图1—1所示。图中1－被测容器；2－玻璃管；3－指示标度尺；4、5－阀；6、7－连通管。液位直接从指示标度尺读出。

玻璃管液位计是一种直读式液位测量仪表，适用于工业（化工、石油等工业设备容器上做液位显示）生产过程中一般贮液设备中的液体位置的现场检测，其结构简单，测量准确，是传统的现场液位测量工具。该液位计两端各装有一个针形阀，当玻璃管发生意外事故而破碎时，针形阀在容器压力作用下自动关闭，以防容器内介质继续外流。

2、玻璃板法

根据连通器原理，将容器内介质液体引至外部玻璃板液位计内，通过透明玻璃直接显示容器内液位实际高度。具有结构简单，直观可靠，经久耐用等优点，但容器中的介质必须是与钢、钢纸及石墨压环不起腐蚀作用的。玻璃板可通过连通器安装，也可在容器壁上开孔安装，并可串联几段玻璃板以增大量程。

3、双色水位计法

它是通过光的反射、折射、透视等不同原理，使气相呈红色，液相呈绿色而制成的。

运行人员在现场或集控室的监视器上可直接看到水位计里面水位的变化，直观可靠。水位计采用二极管冷光源，观看效果好、亮度可调、寿命常、易维护、能耗低，并且可视范

围宽，水位计安装后光源基本无需调整，即可看到气红液绿。

4、人工检尺法

该方法用于测量油罐液位。测量时，测量员把量油尺投入油品中，并在尺砣与罐底接触时提起量油尺。根据量油尺上的油品痕迹，读出油面高度；根据量油尺末端试水膏颜色的变化确定水垫层的高度，从而确定油高和水高。

以上4种方法都是人工测量方法，具有测量简单、可靠性高、直观、成本低的优点。

二、吹气法、差压法、HTG法

1、吹气法

该方法的工作原理如图2—1所示。图中，1－过滤器；2－减压阀；3－节流元件；4－转子流量计；5－变送器。将一根吹气管插入至被测液体的最低面（零液位），使吹气管通入一定量的气体吹气管中压力与管口处液柱静压力相等，故P＝ρgH

式中，ρ－液体密度；H－液位。故由静压力P即可测量液位H。

吹气法适用于测量腐蚀性强、有悬浊物的液体，主要应用在测量精度要求不高的场合。

2、差压法

差压法利用容器内液位改变时，由液柱产生的静压也相应变化的原理而工作的，如图所示。差压变送器的一端接液相，另一端接气相时根据流体静力学原理，我们知道，变送器正压室受到的压力为： Pl=P气十Hρg

式中 H：液位高度;ρ：介质密度;g：重力加速度; P气：气相压力。

差压变送器负压室压力P2=P气，则正负压室的差压为：

ΔP=P1-P2

通常，被测介质的密度是已知的。因此，测得差压值就能知道液位高度。若被测容器是敞口的，气相压力为大气压力，则差压变送器的负压室通大气就可以了，这时也可用压力变送器或压力计来直接测量液位的高低。图示容器是受压的，则将负压室与容器气相相连接，以平衡气相压力的静压作用。

差压式液位计是应用差压计或差压变送器来测量变送器液位的，是目前应用得最广泛的一种液位测量仪表。

3、HTG法

该方法应用于油罐差压液位测量中，如图2—3所示。图中：P1、P2、P3－高精度压力传感器；RTD－温度检测元件；HIU－接口单元。P1位于罐底附近的罐壳处，P2比P1高8英尺，P3位于罐顶附近的罐壳处。对于常压油罐，压力传感器P3可以省去。设压力传感器P1、P2、P3测得的压力分别为p1、p2、p3，则

式中：G－油品重量；Sav－油罐平均截面积；ρav－介于压力传感器P1、P2之间油品平均密度；g是重力加速度；H是压力传感器P1、P2之间的距离；h是油品高度；h0是压力传感器P1的高度。RTD用于测量油品温度，以对测量数值进行温度补偿。HTG测量系统价格较低，但液位测量精度较低，安装须在罐壁开孔。

以上3种方法都是利用液体的压力差来测量液位的。

三、浮子法、浮筒法、浮球法、伺服法、沉筒法

1、浮子法

该方法采用浮子作为液位测量元件，并驱动编码盘或编码带等显示装置，或连接电子变送器以便远距离传输测量信号。浮子用钢丝绳连接并且悬挂在滑轮上，钢丝绳的另一端挂有平衡锤，使浮子所受的重力和浮力之差与平衡锤的拉力相平衡，保持浮子可以随机地停留在任意液面上。这样，浮子跟随液面变化而变化。这种结构液位计的指针位移与被测液位变化相同，从而达到了检测目的。

适用于低温到高温、真空到高压等各种环境。是石油、化工等工业部门的理想液位测量方法。

2、浮筒法

浮筒法应用了阿基米德定律和磁藕合原理。

浸在液体中的浮筒受到向下的重力，向上的浮力和弹簧弹力的复合作用。当这三个力达到平衡时，浮筒就静止在某一位置。当液位发生变化时，浮筒所受浮力相应改变，平衡状态被打破，从而引起弹力变化即弹簧的伸缩，以达到新的平衡。弹簧的伸缩使其与刚性连接的磁钢产生位移。这样，通过指示器内磁感应元件和传动装置使其指示出液位。限位开关的仪表即可实现液位信号的报警功能。

基于位移测量原理，悬挂在测量弹簧上的位移筒体沉浸在被测液体中，并受到阿基米德向上浮力作用，其作用力与排开液体质量成正比。根据液位高低，筒体浸入深度不同，向上浮力发生变化，测量弹簧将要作相应延伸，以达到测量结果。

3、浮球法

该方法利用杠杆原理工作，如图3—2所示。图中：1－浮球；2－连杆；3－转轴；4－平衡重；5－杠杆。浮球跟随液位变化而绕转轴旋转，带动转轴上的指针转动，并与杠杆另一端的平衡重平衡，同时在刻度盘上指示出液位数值。浮球法有内浮球式和外浮球式两种，如图3—2所示。浮球法主要用于测量温度高、粘度大的液位，但量程较小。

浮球液位计具有结构简单，调试方便，可靠性好，精度高等特点。浮球液位计可广泛适用于高温、高压、粘稠、脏污介质、沥青、含腊等油品以及易燃、易爆、腐蚀性等介质的液位（界位）的连续测量。浮球液位计可用于石油、化工原料储存、工业流程、生化、医药、食品饮料、罐区管理和加油站地下库存等各种液罐的液位工业计量和控制。浮球液位计也适用于大坝水位，水库水位监测与污水处理等等。

4、伺服法

该方法采用波动积分电路，消除抖动、延长寿命、提高液位测量精度。现代伺服液位仪的测量精度较高，已达到40 m量程内小于1 mm的精度，且一般都具有测量密度分布和平均密度的功能。