摘 要：本應用主要論述立式儲罐稱(chēng)重方法在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用，以及儲罐稱(chēng)重計量技術(shù)應用的大概歷程，重點(diǎn)介紹液位式稱(chēng)重方法的原理、選型、安裝和使用注意事項。
隨著(zhù)微電子技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，計量?jì)x表也在不斷地更新?lián)Q代，煉油、化工、造紙、釀造等行業(yè)的立式儲罐稱(chēng)重方案，也由早期的浮標式物位儀表到氣壓式儲罐稱(chēng)重儀， 再到儲罐稱(chēng)重模塊 的應用，逐漸的為企業(yè)現代化管理的需要提供著(zhù)重要數據信息。 立式儲罐中液態(tài)物料、半成品、成品貯量數據的應用也越來(lái)越受到廣泛重視，為企業(yè)在安全、生 產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理決策中提供了準確而快速的信息。 那么企業(yè)如何根據各自的管理需求， 選用經(jīng)濟適用的稱(chēng)重方案，也是大多數企業(yè)常遇到的問(wèn)題，下面本文僅對立式儲罐的稱(chēng)重計量大致的發(fā)展概況和液位式稱(chēng)重方法的應用，做一個(gè)回顧和應用的體會(huì )。
1 立式儲罐貯量計量概況
1）浮標式物位計方法，通常使用的鋼帶式液位計或自制的浮標液位計，由浮球、鋼帶和表頭三部分組成，此種方法在九十年代之前使用較多，能直觀(guān)地反映出儲罐的液態(tài)物位狀況，使用崗位根據指針或線(xiàn)墜掛砣位置， 再單另標注液態(tài)物料重 量刻線(xiàn)。 這種計量方式已不適用于現代要求，特別是在溫差變化大的環(huán)境下精度差， 施工現場(chǎng)安裝麻煩，現已淘汰。
2）氣壓式儲罐稱(chēng)重儀，在九十年代初開(kāi)始逐漸廣泛使用的方法，由鐘罩、氣壓式一次表和專(zhuān)用二次儀表組成。 此種方法對解決立式儲罐的稱(chēng)重計量問(wèn)題有了很大的改變，計量準確性較高，但此種方案配置設施較多，對氣源質(zhì)量要求高，尤其是從鐘罩至一次儀表的氣路的氣密性要求很高，直接影響到稱(chēng)重精度，很多使用單位就因為氣密性不好導致不能正常稱(chēng)重，另外二次儀表接地和防電磁干擾都要求有措施，整體計量設備維護量較大，不具備傳輸功能，目前已完全被淘汰。
3）儲罐稱(chēng)重模塊式計量方法，這種方案有多種優(yōu)點(diǎn)，稱(chēng)重精度高，性能穩定，傳輸功能強大，便于實(shí)現集散式系統控制，但對地基基礎要求高，安裝、檢 校、調試難度較大。 投入費用較高，一套稱(chēng)重模塊二萬(wàn)元到十萬(wàn)元不等�？傮w來(lái)講，儲罐稱(chēng)重模塊式的計量方法是當今主要的稱(chēng)重方法， 有條件的企業(yè)單位采用此方案實(shí)施。
2 液位式稱(chēng)重裝置的原理、 選型和安裝要求
液位式稱(chēng)重裝置由液位變送器和通用數顯表組成， 也可由液位變送器和 PLC/DCS 控制系統組成，此方法具有成本低、 準確性高、 便于數據傳輸等優(yōu)點(diǎn)，很適合解決中小型立式儲罐的稱(chēng)重計量問(wèn)題，可進(jìn)行就地/遠程顯示控制，或作為企業(yè)儲罐貯量的及時(shí)監控系統，安排生產(chǎn)、加強安全防護管理措施，起著(zhù)很重要的作用。
1）稱(chēng)重原理。對于立式儲罐來(lái)講，在某一液位高度 h 下的貯量，如圖 1 所示，其貯量為
W=S·h·ρ
W———立式儲罐貯量 公斤、噸（kg、t）
S———立式儲罐底面積 平方米 （㎡）
h———液體高度 米 （m）
ρ———液體密度（kg/m3）
液位變送器是將不同密度的液體在變化的液位高度下所產(chǎn)生的靜壓進(jìn)行測量，其靜壓與液位高度成正比，即
P=h·ρ P———液體靜壓 （Pa、kPa）帕、千帕
h———液體高度 （m） 米
ρ———液體密度 （kg/m3）千克/立方米
由于液位變送器的液位高度h與輸出信號Ι成正比，所以
h=k·Ι h———液體高度 （m） 米
k———液位高度與電流比例系數
其中 s、k、ρ 均為常熟，因此①式可以變換成
W=S·k·Ι·ρ=k′·I
即 儲 罐 的 貯 量 W 與 液 位 變 送 器 的 輸 出 成正比，因此通過(guò)液位變送器的模擬信號輸出來(lái)反映立式儲罐的貯量是可行的， 將輸出信號通過(guò)二次儀表、PLC/DCS 控制系統顯示為貯量就變得很方便實(shí)用。
2）液位變送器的選型。 稱(chēng)重裝置的液位變送器的選型，一般主要有量程和精度的要求。 量程可直接按立式儲罐的總高度確定， 如 4m 高度的立式儲罐，選定量程為（0~40）kPa。 精度的選定，可根據適用的原則來(lái)確定，如儲罐比較集中的罐區，僅僅是為了大致了解貯量，為防止打料入罐冒料，核實(shí)留存余量，選用 0.5 級就能滿(mǎn)足使用；如果企業(yè)內部物料交接、核算使用的可選用 0.25 級；當用于投料生產(chǎn)的小型立式儲罐（≤15t），則一定要選用 0.1 級以上，才能達到投料生產(chǎn)允許誤差的要求。
對于敞口浮頂立式儲罐，液位變送器傳感器結構選用插入式、單法蘭式；密閉式儲罐必須選用雙法蘭液位變送器。
3）數字顯示控制儀表、PLC/DCS 輸入模塊的選型。通常情況下選用具有（4~20）mA 輸入、24VDC輸出功能的 0.5 級或 0.2 級 數字控制儀表，PLC 可選模擬量 I/O，電壓 24VDC 模塊。 如果現場(chǎng)是防爆環(huán)境，按其環(huán)境安全防爆等級選用相應的或較高防爆等級儀表；也可選用具有防爆資質(zhì)廠(chǎng)家的帶顯示窗防爆箱，箱內安裝數字儀表。
4）液位變送器的安裝。 液位變送器一般適合易結晶、高粘度、易沉淀、強腐蝕等介質(zhì)，因此，要根據介質(zhì)的特性來(lái)確定安裝方案，安裝位置不正確會(huì )直接影響到使用效果。 安裝位置通常和罐出口管道在一水平位置，或在罐側#低水平位置，不得高于出口管道，盡量選用插入式。 插入式傳感器可避免前方氣泡、沉淀雜物的影響，當沉淀較嚴重可適當調整水平位置高度；如果介質(zhì)溫度偏高或偏低則應適當調整插入深度。
5）液位式稱(chēng)重裝置接線(xiàn)圖及校準記錄表
（1）裝置采用二線(xiàn)制連接方式，為使裝置在長(cháng)距離傳輸可靠運行，線(xiàn)路敷設 RVVP3×1 屏蔽信號線(xiàn)，傳輸距離一般不超過(guò) 1km。 接線(xiàn)如圖 2 所示。
（2）校準裝置采用量程為（0~60）kPa、0.05 級數字壓力表，氣壓式校驗臺，在校準過(guò)程中必須保證氣壓輸出管路氣密性良好，打壓后觀(guān)察標準數字壓力表無(wú)掉落數字現象即可。 以 2m 立式儲罐，介質(zhì)是油酸為例，校準記錄見(jiàn)表 1：
3 液位式稱(chēng)重裝置使用中應注意的問(wèn)題液位式稱(chēng)重裝置比較適合環(huán)境條件較差， 地基基礎不高的場(chǎng)合， 但在技術(shù)上的使用還是有一定的要求的，經(jīng)過(guò)筆者近幾年的使用，總結出以下幾點(diǎn)的體會(huì )，僅供參考使用。
1）介質(zhì)溫度要控制好，不易過(guò)高。 對于易揮發(fā)溶劑來(lái)講，溫度盡量要低，這樣既可保證安全性，又可防止儲罐內溶劑氣相壓力增加而使單法蘭變送器測量值偏高，否則，氣相壓力不能消除則需安裝雙法蘭進(jìn)行稱(chēng)重。 對易結晶、粘度高的介質(zhì)溫度則要偏高于常溫狀態(tài)，可提高傳感器膜片對靜壓的反應速度，增加介質(zhì)的流動(dòng)性。
2）液位變送器傳感器有平膜式和插入式，在其豎直徑向上有個(gè)高度，如果是氣壓測量，高度不受影響，而液壓測量，其線(xiàn)性就有一定的不確定性。 一般將剛好沒(méi)入傳感器膜片的液位設為#低位置，此時(shí)的顯示數據為底數，與入料、放料后顯示數據的差值即為入放料的實(shí)際重量。
3）對于易沉淀或雜質(zhì)較多的物料，在輸送管路上應配置 U 型過(guò)濾器，將雜質(zhì)過(guò)濾掉，并定期清理過(guò)濾網(wǎng)；液位變送器應盡量不貼罐底安裝，而應讓傳感器膜片中心位置距罐底(80~100)mm。 罐底清理的同時(shí)，液位變送器則一定要保證安排半年檢定/校準一次，以確保其準確性和穩定性。
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