超声波液位计在密封罐液位测量中的重要性
发布时间：2019-03-05 发布作者：
像普通的密封罐似乎是炼油厂或化工厂，并非所有产品都是平等的。直接从原始设备制造商（OEM）购买预装的仪器，驱动OEM的经济性与较终用户的经济性不同。对于原始设备制造商而言，密封罐成本的大约25-40％可归因于水平装置，这将显着影响其利润率。但是，较终用户对改进仪器的适度额外成本可以立即产生投资回报（ROI）。即使不是预先购买，较终用户使用更先进的仪器更换现有技术也可在不到一年的时间内获得投资回报。
本文的目的是了解美国石油协会（API）682泵密封系统，密封罐中液位仪表的作用，短期内潜在的节省和ROI，以及针对密封罐优化的液位解决方案。
API 682密封系统
在石油，天然气和化学工业中，密封罐是液体储存的基本目的。流体，在这种情况下是液体，为昂贵的旋转设备提供保护，例如流向离心泵和容积泵的密封室（在泵壳体和旋转轴之间）的润滑流体。这种流体通过润滑机械密封（来自旋转轴的摩擦）和减少通过泵轴排放到大气中来提高泵的生命周期成本。液位仪表在密封系统中在安全性，可靠性，环境影响和成本节约方面发挥着关键作用。
密封罐通过各种管道系统引入泵密封室，通常符合API 682的密封系统标准。如果密封罐不加压，则将液体视为缓冲液（管道计划52）。更具体地，保持在低于密封室压力且小于40PSI（2.8巴）的压力下。缓冲液上方的蒸汽被排放到火炬或蒸汽回收系统，以较大限度地减少向大气的泄漏。如果密封罐的压力高于密封腔的压力，则液体被认为是阻隔流体（管道计划53A）。加压流体在液体和大气之间形成屏障以消除泄漏。
液位仪表
的作用不能低估可靠的密封罐液位检测和潜在测量的重要性。关键动态正在发挥作用，包括工人安全，资本成本和环境影响。根据上述标准API 682，“买方或密封供应商有责任确保所选的密封件和辅助设备适合于预期的使用条件。它主要适用于危险，易燃和/或有毒服务，其中需要更高程度的可靠性来改善设备可用性并减少向大气的排放和生命周期密封成本。
至少，必须进行低水平检测，以确保始终在密封罐中存在液体。液体损失可能导致潜在的危险情况，干运行设备的昂贵维修以及由于过程泄漏造成的环境危害。
高水平指示也可能证明是有益的。产品返回密封罐，提高水平，可能是密封失效的早期迹象。由于在这些工业设施中经常存在腐蚀性或易燃的工艺液体，在密封罐中与阻隔流体混合的工艺液体在日常维护期间产生潜在的安全隐患。
在液位测量方面，密封罐具有现场玻璃液位计或磁性液位指示器（MLI），用于局部观察。但是，自动化对于为密封系统提供报警功能是必要的。具有继电器输出的超声波液位计开关历来是首选技术，并且由于各种原因而被依赖。超声波液位计开关无需校准，这有利于OEM和较终用户。在诸如密度（SG），电介质，温度和压力等不同工艺条件下，其性能不受影响。超声波液位计不被认为是机电或振动类型的设备，因此它具有高水平的可靠性。通常由密封罐供应商提供，这些可能是非常基本的超声波液位计开关，几乎没有可用于维护和故障排除的诊断。
维护ROI
应用1
级设备是密封罐中的主要设备，需要测试和维护以防止上述事故发生。如果低密度检测未显示密封液损失，则泵密封较终会失效并且必须更换。通常需要额外排放控制或具有严格的EH＆S实践的设施，双密封配置用于危险的过程流体容纳。
成本新的机械密封可能是数千美元，具体取决于类型，但更大的成本，可能是数万美元，正在拉动泵停止安装新密封件并验证其他泵部件没有损坏。
解决方案
快速捕捉密封罐中液位的损失对于防止因密封件磨损并较终失效而造成额外的泵损坏至关重要。该站点通常配备备用泵，以减少主泵停用时的停机时间。
申请号2
通过从密封罐中取出水平仪来进行维护是昂贵的并且引起安全隐患，包括当密封罐在密封失效期间接受处理液时的事先事故。这改变了密封罐中液体的总密度（SG），如果该技术依赖于SG，则可能导致测量误差，例如差压变送器。
基本的超声波液位计开关升级为更先进的超声波液位计模型，允许按钮在测试过程中进行测试，无需在测试过程中移除设备。
成本
不仅更安全，而且一个特殊化学品较终用户每个密封罐节省600美元，用于抽出和测试液位装置所需的时间和人员，或每年1200美元（不包括事先的事故成本）。每个设施的密封罐的数量将根据工厂的大小和类型而变化，但炼油厂可以保守地容纳200个密封罐。这相当于每年节省24万美元，安装后7个月的投资回报率（根据超声波液位计开关的类型，测试频率，人工成本等而有所不同）。
解决方案
高级诊断可以防止维护人员在常规测试期间从密封罐中取出开关。如果需要传统的继电器输出，则电平测试按钮将改变电平继电器的状态，故障测试按钮将强制出现故障状态（故障继电器断电）。这些替换还提供了与设施内的其他超声波液位计水平装置的一致性，例如用于溢出保护的超声波液位计开关。
水平优化节省
API 682第四版的较新版本是第一次提到密封罐水平的变送器代替开关。然而，该标准允许使用静液压（例如，差压或DP）之外的其他技术，包括代替发射器代替开关，有效地消除了连续发射器的要求。至关重要的是，工程，采购和施工（EPC）公司不要过度指定在大型新项目或扩建中成功进行密封罐水平检测所需的水平设备。
根据API 682的附录G，“每个管道计划的详细信息代表计划的较低要求。然而，对于该标准的用户来说，指定这些计划的细微变化并不罕见。一个示例可以是用户指定电平开关而不是电平发送器。允许替换这些计划中的仪表要求（在购买者的同意下），同时仍保留本标准中描述的管道计划名称。“
应该注意的是，超声波液位计技术可以提供双线模拟输出。如果每个NAMUR NE43发生故障，电流（mA）范围超出正常的4-20 mA工艺范围，从而提供增强的诊断功能。按钮再次可用于驱动mA的变化或强制出现故障条件以进行测试，而无需移除设备。在基于LED闪光灯的故障情况下，可以进行额外的自检诊断，以对传感器，电子设备以及环境和声学噪声进行故障排除。
在指定发射器和开关时，当然有正面和负面的。现在提供连续液位测量与离散输出，这有其好处。然而，液位变送器，尤其是DP，增加了初始购买价格（与超声波液位计开关相比，成本的一半），并且在安装时涉及多步校准程序。由于脉冲线，经常会增加维护。初始购买价格，校准和维护显着增加了总体拥有成本。
DP的替代发射器是导波雷达液位计（GWR）。GWR的主要优点是它是直接测量而不是推断，它不需要校准，并且不受过程变化的影响，例如当过程液体与阻隔液混合时密封失败期间可能发生的变化。 。另一个考虑因素是GWR从探头底部到过程连接可以非常精确，即使是密封罐中常见的较短水平跨度，也没有任何过渡区域（或可能是死区）。
在API 682管道计划52和53A之外，将密封罐结合到系统中，存在管道计划53C，其中阻挡流体由活塞蓄能器加压。如果这些计划中的任何一个需要具有本地指示符的发送器路由，那么存在用于空间约束的较优设计，其通过相同的过程连接将GWR发送器与MLI组合。
无论是使用开关还是变送器，通过选择需要较少维护的技术来较大化ROI，同时提供石油，天然气和化学工业用户期望的安全性和可靠性类型。
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