摘要：再黄岛地下油库改造工程中，分别在1号和3号地下储罐安装了雷达液位计监测系统，该系统可通过天线发出到达介质液面的发射波，检测出其与反射波之间的频率变化，与被测液面距离成正比关系，能够准确地计算出罐存在介质的液位，并可同时将液位、温度及裂隙水位等重要数据传至地面控制中心进行监测，减轻了工人的劳动强度，提高了安全生产的保障系数。该系统具有精确度高、传输速度快、防爆性能好及维修方便等特点。介绍了系统的结构原理与技术特性。

 

为使东黄老线（黄岛-东营，直径529mm）重新启用，输送进口原油，1997年，中国石油天然气管道局胜利输油公司对黄岛地下油库进行了大规模的改造施工。主要任务是对电气仪表、输油泵的更新换代和部分管道流程的改造。黄岛地下油库共建有3座5*104m3的储油罐，2号储罐和3号储罐是联通的（液位相同）。由于黄岛地下油库的特殊工作环境和地理位置，无论是从安全生产，还是从运行监控方面，都对工程施工、设备选型、安装调试提出了更新更高的要求。

 

目前，广泛使用的油罐液位计监测系统的功能、价格不尽相同。常用的有浮子式液位计、投入式（差压式）液位计、超声波液位计和雷达液位计等。经中国石油天然气管道勘察设计院选型确认，较终选用了瑞典公司生产的高精度、高性能雷达液位计监测系统，分别安装在1号和3号地下储罐上。该仪表检测系统没有任何一个部件与罐存介质有实际接触，除雷达天线外露外，其余组件均有密封保护措施。通过雷达液位计的DAU数据处理单元，可以方便的将液位之外的其他信号（如油水界面仪的4-20mA信号（侧裂隙水位）、油罐平均温度计的pt100热电阻值）快捷、准确地传至地面控制室。系统具备了工艺流程、参数趋势显示、事故报警处理、数据报告打印等多种功能，不仅可以实现油罐液位在地下、地面的两级显示，而且还可以利用DAU监测出储罐的油温和地下库裂隙水位。大大地减轻了劳动强度，提高了安全生产的保障系数。

 

二、基本原理

1、系统基本结构

雷达液位计系统式一种能够测量罐位和介质温度的智能型精密监控系统，具有多种规格型号适用于各种罐存介质，如原油、沥青、提炼油及LPG/LNG气体等。它的主体部分雷达头及天线的重量仅有20KG，通过法兰连接在罐顶即可，液位计系统不与罐内介质接触，完全符合高可靠性、高精确度（正负1mm）、高性能（较大响应实际0.06S）的设计要求。

 

黄岛地下储罐(1号和3号)安装的是两台RTG 2945型雷达液位计，它通过选择152.4-304.8 mm的法兰连接到罐内的带孔钢管中，现场总线(TRL/2)将RTG2945,DAU (DATA ACQUI-SITION UNIT)连接起来，再通过总线调制解调器与控制室上位机相连接，组成一个完整的雷达液位计L/2监控系统(见图1).

    2,  RTG 2945雷达液位计系统组件

    RTG 2945液位监测系统是由雷达头及圆锥型天线、DAU数据接收单元和上位机操作软件三大部分组成。雷达液位计的构造参见图2，其测量范围为00--200 m、工作温度较高为+2300C、工作压力较高为1 MPa。

    (1)雷达头及圈锥天线雷达头安装在罐顶，而圆锥天线是在储油嫩里面的顶部。雷达波波导单元密封在雷达头的内部，与其电气单元相连接。电气单元由以下五个部分组成:电源板、通信板、信号处理板、电流环板和屏蔽单元(见图3)。它还有一个微处理器，内存里有数据库所需要的引导程序和主程序。它使用微波单元的数字化同步反馈通道作为测量油罐液位的依据，不会因老化和温度变化而产生漂移现象。雷达波(9.7-10.3 GHz)的测量原理是利用Saab公司的专利技术一FMCW (Frequency Modu-lated Continuous Wave)方法进行的(见图4),频率为fo的微波由圆锥天线发出，经t,--t。时间后遇罐存介质液面反射折回，因为能量损失，返回波束的频率f'有所降低。这个频率的变化△f(of=fo一ft)与所测罐位d具有一种比例关系，由此就可以方便的计算出罐位:d= 0f X 41. 7.

    (2)数据接收单元DAU  DAU分为从属DAU(Slave DAU)和独立DAU (Independent DAU )两种。从属DAU直接与RTG 2945相连，它的主要功能是可以接入温度传感器(平均温度计Pt 100)，配有现场液晶显示屏、可滚动显示液位和温度参数。一旦出现上位机通信故障，仍可以在DAU上‘读出罐位;独立DAU与TRL/2现场总线直接相连，它有独立的电源和通信，可以接入温度传感器(平均温度计)和油水界面仪((4-20 mA信号)，也能够进行现场数据显示。

    (3)操作软件RTG 2945液位计监测系统使用的软件包是:Operator's Interface，运行在OS/2WARP操作系统下，该软件包OPI/2是一种全报表式的工具软件，具有界面友好、操作简便等优点，可方便快捷地对RTG, DAU及现场总线进行设置，同时具备了流程显示、报警处理、趋势显示、报表打印等多项功能。

    雷达液位计监测系统在黄岛地下油库投产运行后，无论是地下现场，还是地面控制室，各方面显示的性能指标参数(液位、温度、裂隙水位)稳定可靠，充分体现了精度高、传输速度快、防爆性能好和维修方便(仅限于罐顶雷达头部分)等特点，极大地提高了仪表自动化的应用水平，在恶劣环境条件下对液位监测系统的应用，做了一次大胆有益的尝试。

 

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