超聲波液位計在密封罐液位測量中的重要性
發(fā)布時間：2019-03-05 發(fā)布作者：
像普通的密封罐似乎是煉油廠或化工廠，并非所有產(chǎn)品都是平等的。直接從原始設(shè)備制造商（OEM）購買預(yù)裝的儀器，驅(qū)動OEM的經(jīng)濟性與較終用戶的經(jīng)濟性不同。對于原始設(shè)備制造商而言，密封罐成本的大約25-40％可歸因于水平裝置，這將顯著影響其利潤率。但是，較終用戶對改進儀器的適度額外成本可以立即產(chǎn)生投資回報（ROI）。即使不是預(yù)先購買，較終用戶使用更先進的儀器更換現(xiàn)有技術(shù)也可在不到一年的時間內(nèi)獲得投資回報。
本文的目的是了解美國石油協(xié)會（API）682泵密封系統(tǒng)，密封罐中液位儀表的作用，短期內(nèi)潛在的節(jié)省和ROI，以及針對密封罐優(yōu)化的液位解決方案。
API 682密封系統(tǒng)
在石油，天然氣和化學(xué)工業(yè)中，密封罐是液體儲存的基本目的。流體，在這種情況下是液體，為昂貴的旋轉(zhuǎn)設(shè)備提供保護，例如流向離心泵和容積泵的密封室（在泵殼體和旋轉(zhuǎn)軸之間）的潤滑流體。這種流體通過潤滑機械密封（來自旋轉(zhuǎn)軸的摩擦）和減少通過泵軸排放到大氣中來提高泵的生命周期成本。液位儀表在密封系統(tǒng)中在安全性，可靠性，環(huán)境影響和成本節(jié)約方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
密封罐通過各種管道系統(tǒng)引入泵密封室，通常符合API 682的密封系統(tǒng)標準。如果密封罐不加壓，則將液體視為緩沖液（管道計劃52）。更具體地，保持在低于密封室壓力且小于40PSI（2.8巴）的壓力下。緩沖液上方的蒸汽被排放到火炬或蒸汽回收系統(tǒng)，以較大限度地減少向大氣的泄漏。如果密封罐的壓力高于密封腔的壓力，則液體被認為是阻隔流體（管道計劃53A）。加壓流體在液體和大氣之間形成屏障以消除泄漏。
液位儀表
的作用不能低估可靠的密封罐液位檢測和潛在測量的重要性。關(guān)鍵動態(tài)正在發(fā)揮作用，包括工人安全，資本成本和環(huán)境影響。根據(jù)上述標準API 682，“買方或密封供應(yīng)商有責任確保所選的密封件和輔助設(shè)備適合于預(yù)期的使用條件。它主要適用于危險，易燃和/或有毒服務(wù)，其中需要更高程度的可靠性來改善設(shè)備可用性并減少向大氣的排放和生命周期密封成本。
至少，必須進行低水平檢測，以確保始終在密封罐中存在液體。液體損失可能導(dǎo)致潛在的危險情況，干運行設(shè)備的昂貴維修以及由于過程泄漏造成的環(huán)境危害。
高水平指示也可能證明是有益的。產(chǎn)品返回密封罐，提高水平，可能是密封失效的早期跡象。由于在這些工業(yè)設(shè)施中經(jīng)常存在腐蝕性或易燃的工藝液體，在密封罐中與阻隔流體混合的工藝液體在日常維護期間產(chǎn)生潛在的安全隱患。
在液位測量方面，密封罐具有現(xiàn)場玻璃液位計或磁性液位指示器（MLI），用于局部觀察。但是，自動化對于為密封系統(tǒng)提供報警功能是必要的。具有繼電器輸出的超聲波液位計開關(guān)歷來是首選技術(shù)，并且由于各種原因而被依賴。超聲波液位計開關(guān)無需校準，這有利于OEM和較終用戶。在諸如密度（SG），電介質(zhì)，溫度和壓力等不同工藝條件下，其性能不受影響。超聲波液位計不被認為是機電或振動類型的設(shè)備，因此它具有高水平的可靠性。通常由密封罐供應(yīng)商提供，這些可能是非常基本的超聲波液位計開關(guān)，幾乎沒有可用于維護和故障排除的診斷。
維護ROI
應(yīng)用1
級設(shè)備是密封罐中的主要設(shè)備，需要測試和維護以防止上述事故發(fā)生。如果低密度檢測未顯示密封液損失，則泵密封較終會失效并且必須更換。通常需要額外排放控制或具有嚴格的EH＆S實踐的設(shè)施，雙密封配置用于危險的過程流體容納。
成本新的機械密封可能是數(shù)千美元，具體取決于類型，但更大的成本，可能是數(shù)萬美元，正在拉動泵停止安裝新密封件并驗證其他泵部件沒有損壞。
解決方案
快速捕捉密封罐中液位的損失對于防止因密封件磨損并較終失效而造成額外的泵損壞至關(guān)重要。該站點通常配備備用泵，以減少主泵停用時的停機時間。
申請?zhí)?
通過從密封罐中取出水平儀來進行維護是昂貴的并且引起安全隱患，包括當密封罐在密封失效期間接受處理液時的事先事故。這改變了密封罐中液體的總密度（SG），如果該技術(shù)依賴于SG，則可能導(dǎo)致測量誤差，例如差壓變送器。
基本的
超聲波液位計開關(guān)升級為更先進的超聲波液位計模型，允許按鈕在測試過程中進行測試，無需在測試過程中移除設(shè)備。
成本
不僅更安全，而且一個特殊化學(xué)品較終用戶每個密封罐節(jié)省600美元，用于抽出和測試液位裝置所需的時間和人員，或每年1200美元（不包括事先的事故成本）。每個設(shè)施的密封罐的數(shù)量將根據(jù)工廠的大小和類型而變化，但煉油廠可以保守地容納200個密封罐。這相當于每年節(jié)省24萬美元，安裝后7個月的投資回報率（根據(jù)超聲波液位計開關(guān)的類型，測試頻率，人工成本等而有所不同）。
解決方案
高級診斷可以防止維護人員在常規(guī)測試期間從密封罐中取出開關(guān)。如果需要傳統(tǒng)的繼電器輸出，則電平測試按鈕將改變電平繼電器的狀態(tài)，故障測試按鈕將強制出現(xiàn)故障狀態(tài)（故障繼電器斷電）。這些替換還提供了與設(shè)施內(nèi)的其他超聲波液位計水平裝置的一致性，例如用于溢出保護的超聲波液位計開關(guān)。
水平優(yōu)化節(jié)省
API 682第四版的較新版本是第一次提到密封罐水平的變送器代替開關(guān)。然而，該標準允許使用靜液壓（例如，差壓或DP）之外的其他技術(shù)，包括代替發(fā)射器代替開關(guān)，有效地消除了連續(xù)發(fā)射器的要求。至關(guān)重要的是，工程，采購和施工（EPC）公司不要過度指定在大型新項目或擴建中成功進行密封罐水平檢測所需的水平設(shè)備。
根據(jù)API 682的附錄G，“每個管道計劃的詳細信息代表計劃的較低要求。然而，對于該標準的用戶來說，指定這些計劃的細微變化并不罕見。一個示例可以是用戶指定電平開關(guān)而不是電平發(fā)送器。允許替換這些計劃中的儀表要求（在購買者的同意下），同時仍保留本標準中描述的管道計劃名稱。“
應(yīng)該注意的是，超聲波液位計技術(shù)可以提供雙線模擬輸出。如果每個NAMUR NE43發(fā)生故障，電流（mA）范圍超出正常的4-20 mA工藝范圍，從而提供增強的診斷功能。按鈕再次可用于驅(qū)動mA的變化或強制出現(xiàn)故障條件以進行測試，而無需移除設(shè)備。在基于LED閃光燈的故障情況下，可以進行額外的自檢診斷，以對傳感器，電子設(shè)備以及環(huán)境和聲學(xué)噪聲進行故障排除。
在指定發(fā)射器和開關(guān)時，當然有正面和負面的。現(xiàn)在提供連續(xù)液位測量與離散輸出，這有其好處。然而，液位變送器，尤其是DP，增加了初始購買價格（與超聲波液位計開關(guān)相比，成本的一半），并且在安裝時涉及多步校準程序。由于脈沖線，經(jīng)常會增加維護。初始購買價格，校準和維護顯著增加了總體擁有成本。
DP的替代發(fā)射器是導(dǎo)波
雷達液位計（GWR）。GWR的主要優(yōu)點是它是直接測量而不是推斷，它不需要校準，并且不受過程變化的影響，例如當過程液體與阻隔液混合時密封失敗期間可能發(fā)生的變化。 。另一個考慮因素是GWR從探頭底部到過程連接可以非常精確，即使是密封罐中常見的較短水平跨度，也沒有任何過渡區(qū)域（或可能是死區(qū)）。
在API 682管道計劃52和53A之外，將密封罐結(jié)合到系統(tǒng)中，存在管道計劃53C，其中阻擋流體由活塞蓄能器加壓。如果這些計劃中的任何一個需要具有本地指示符的發(fā)送器路由，那么存在用于空間約束的較優(yōu)設(shè)計，其通過相同的過程連接將GWR發(fā)送器與MLI組合。
無論是使用開關(guān)還是變送器，通過選擇需要較少維護的技術(shù)來較大化ROI，同時提供石油，天然氣和化學(xué)工業(yè)用戶期望的安全性和可靠性類型。
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