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寸法蘭連接雷達液位計。雷達液位計現(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)與機柜室TCU的通信采用TRL/2總線。在雷達液位的過程控制中，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。基于相關(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、抗干擾性強優(yōu)勢的頻移數(shù)字通信技術(shù)。項目電纜可實現(xiàn)最遠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%的儲罐底板與雷達液位計安裝法蘭面間高度小于雷達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，為保證進入儲罐內(nèi)部的信號波不受到阻礙，雷達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度；第五，應(yīng)避過內(nèi)部障礙物設(shè)置雷達波路徑，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。
