未能識(shí)別和防止含有危險(xiǎn)，易燃甚至爆炸性物質(zhì)的儲(chǔ)罐和容器過(guò)滿可能會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性后果，因?yàn)?005年德克薩斯城煉油廠火災(zāi)等引人注目的事件表明了這一點(diǎn)。由于通常涉及過(guò)程和大量液體儲(chǔ)存工業(yè)的材料的性質(zhì)，過(guò)量填充可導(dǎo)致生命損失和對(duì)資產(chǎn)和環(huán)境的破壞性損害。此類(lèi)事件的成本可能達(dá)到數(shù)十億美元，而法律后果和不良宣傳可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p害公司的聲譽(yù)。

 

     因此，這些行業(yè)的公司必須實(shí)施強(qiáng)大的溢流預(yù)防系統(tǒng)（OPS），以較大限度地降低風(fēng)險(xiǎn)并遵守相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)。德克薩斯城煉油廠的爆炸和隨后的火災(zāi)是由于油箱過(guò)滿和缺乏防止溢流技術(shù)造成的。這場(chǎng)災(zāi)難以及其他類(lèi)似事件導(dǎo)致了新標(biāo)準(zhǔn)和安全準(zhǔn)則的引入，這些準(zhǔn)則正在被廣泛采用。API 2350和IEC 61511是防止溢出的兩個(gè)關(guān)鍵全球標(biāo)準(zhǔn)。IEC 61511為在過(guò)程工業(yè)中實(shí)施現(xiàn)代OPS提供了較好的安全實(shí)踐。API 2350提供了較低要求，以符合非加壓地上大型石油儲(chǔ)罐的特定應(yīng)用中的現(xiàn)代較好的實(shí)踐。

 

層保護(hù)

     為了較大限度地降低過(guò)量填充的風(fēng)險(xiǎn)，通常的做法是實(shí)施一系列獨(dú)立的保護(hù)層。監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程的基本過(guò)程控制系統(tǒng)（BPCS）構(gòu)成了主要的保護(hù)層。然后是安全層（OPS），它必須保持獨(dú)立且獨(dú)立于BPCS以提供冗余。如果BPCS失敗或工作不正常，OPS應(yīng)防止出現(xiàn)溢出。第三層是被動(dòng)保護(hù)，包括用堤壩或混凝土墻圍堵。如果所有這些層都不能防止或包含溢出，則緊急響應(yīng)層就在那里，其中涉及警告緊急服務(wù)。

 

MOPS和AOPS

     OPS可以是手動(dòng)（MOPS）或自動(dòng)（AOPS）。MOPS通常涉及水平傳感器或開(kāi)關(guān)向操作員發(fā)送警報(bào)，通知他們應(yīng)采取什么措施來(lái)防止溢出。MOPS被認(rèn)為比AOPS更容易實(shí)施，更簡(jiǎn)單，更昂貴。然而，人為錯(cuò)誤的可能性限制了他們的風(fēng)險(xiǎn)降低因子，因此有一種強(qiáng)烈的趨勢(shì)，即用AOPS替換它們，AOPS由傳感器，邏輯解算器和致動(dòng)閥技術(shù)形式的較終控制元件組成。AOPS的顯著優(yōu)勢(shì)包括更高的風(fēng)險(xiǎn)降低因素，更短的響應(yīng)時(shí)間和更少的操作員工作量。

技術(shù)選擇

     然而，重要的是要理解，對(duì)于防止溢出，不存在“一刀切”的解決方案。每個(gè)應(yīng)用程序都有其特定的挑戰(zhàn)，因此為每個(gè)應(yīng)用程序選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)至關(guān)重要。這些技術(shù)包括：

 

     機(jī)電浮子和置換器開(kāi)關(guān) - 這些開(kāi)關(guān)具有移動(dòng)部件，這些部件需要頻繁且昂貴的維護(hù)，受到機(jī)械振動(dòng)和湍流的影響，并且可能給出錯(cuò)誤的讀數(shù)。它們用于點(diǎn)水平，界面和密度應(yīng)用，其中液體中置換劑的浮力是主要的測(cè)量原理。然而，它們?cè)絹?lái)越多地被更可靠的電子技術(shù)所取代，這些技術(shù)提供更高的診斷和更低的生命周期成本

 

     振動(dòng)叉式開(kāi)關(guān) - 在這種點(diǎn)級(jí)技術(shù)中，壓電晶體以其固有頻率振蕩兩個(gè)插腳，然后頻率隨著它們浸入介質(zhì)中而變化。電子設(shè)備檢測(cè)到頻率變化，可以檢測(cè)是否存在液體。這些開(kāi)關(guān)非�？煽�，因?yàn)樗鼈儧](méi)有可磨損或粘著的活動(dòng)部件，因此與其他技術(shù)相比，它們不易發(fā)生故障。它們幾乎不受流動(dòng)，湍流，氣泡，泡沫，振動(dòng)和密度變化的影響。

 

     導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)（GWR） - 在GWR技術(shù)中，低能微波脈沖沿著探頭向下引導(dǎo)，探頭浸沒(méi)在介質(zhì)中。當(dāng)微波從表面反射到發(fā)射器時(shí)，可以測(cè)量水平。由于一部分脈沖沿著探頭繼續(xù)向下，因此也可以檢測(cè)到界面。GWR變送器易于安裝，密度，電介質(zhì)或電導(dǎo)率的變化無(wú)需補(bǔ)償。壓力，溫度和大多數(shù)蒸汽空間條件的變化不會(huì)影響精度。該技術(shù)不受高湍流或振動(dòng)的影響，積累幾乎沒(méi)有影響，維護(hù)要求低。

 

     非接觸式雷達(dá)液位計(jì) - 非接觸式雷達(dá)液位計(jì)發(fā)射器可以使用脈沖或頻率調(diào)制連續(xù)波（FMCW）技術(shù)進(jìn)行測(cè)量。利用脈沖雷達(dá)液位計(jì)，微波向表面發(fā)射并反射到傳感器，其電平與從信號(hào)傳輸?shù)浇邮盏臅r(shí)間成正比。利用FMCW，雷達(dá)液位計(jì)以不斷變化的頻率發(fā)射連續(xù)信號(hào)掃描。反射信號(hào)的頻率與此時(shí)發(fā)射的信號(hào)的頻率之間的差異與從雷達(dá)液位計(jì)到地面的距離成比例，這使得能夠測(cè)量水平。這種易于安裝的技術(shù)不受密度，粘度和導(dǎo)電性的影響，幾乎不受涂層和蒸汽的影響，并且?guī)缀醪恍枰S護(hù)。

 

健康監(jiān)測(cè)和驗(yàn)證測(cè)試

     較新的振動(dòng)叉式開(kāi)關(guān)，GWR和非接觸式雷達(dá)液位計(jì)具有強(qiáng)大的內(nèi)置診斷功能，可以遠(yuǎn)程執(zhí)行部分驗(yàn)證測(cè)試，因此與舊的機(jī)械技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況可確保它們?cè)贠PS中正確運(yùn)行，同時(shí)執(zhí)行遠(yuǎn)程部分驗(yàn)證測(cè)試的能力可節(jié)省時(shí)間并提高工作人員的效率。

 

二合一解決方案

     一個(gè)非接觸式雷達(dá)液位計(jì)在一個(gè)外殼內(nèi)提供兩個(gè)獨(dú)立且獨(dú)立的電氣單元時(shí)，提供獨(dú)特的二合一解決方案。當(dāng)與不同電纜橋架中分離的電纜連接時(shí)，此選項(xiàng)可使單個(gè)儀表用于BPCS，并根據(jù)IEC 61511和API 2350分離OPS用途。

 

典型應(yīng)用

     三種一般應(yīng)用類(lèi)型采用溢出預(yù)防措施 - 過(guò)程應(yīng)用中的過(guò)程容器和儲(chǔ)罐，以及散裝液體處理行業(yè)內(nèi)部署的儲(chǔ)罐。每個(gè)都提出了溢出保護(hù)技術(shù)的具體挑戰(zhàn)。

 

     過(guò)程容器 - 這些容器是特定工業(yè)過(guò)程或整個(gè)過(guò)程的一部分，在選擇溢出防止技術(shù)時(shí)必須考慮容器的形狀，尺寸和設(shè)計(jì)。例如，在錐形油箱上，傳感器是頂部安裝的，因此GWR變送器，非接觸式雷達(dá)變送器和振動(dòng)叉式開(kāi)關(guān)是合適的選擇。在具有內(nèi)部限制的容器中，例如攪拌器，熱交換器和其他需要使用單獨(dú)的腔室進(jìn)行液位測(cè)量的結(jié)構(gòu)，建議使用GWR變送器。

 

     當(dāng)需要側(cè)裝解決方案時(shí)，振動(dòng)叉式開(kāi)關(guān)是理想選擇。在需要腔室的蒸餾塔中，GWR變送器通常用于AOPS。由于混合罐包含攪拌器，這限制了突出到罐中的傳感器，因此頂部安裝的傳感器的良好選擇。在鍋爐汽包應(yīng)用中，AOPS需要SIL 3 GWR變送器 - 通常具有三重冗余 - 因?yàn)樗鼈儾皇苓^(guò)程條件變化的影響。

 

     儲(chǔ)罐 - 用于多個(gè)中小型船舶或5至20個(gè)儲(chǔ)罐的較小儲(chǔ)罐的儲(chǔ)罐監(jiān)控系統(tǒng)需要自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)提供液位監(jiān)控，但不一定需要控制。油罐監(jiān)測(cè)通常涉及總量計(jì)算，但不涉及財(cái)政衡量。在這些應(yīng)用中，溢出技術(shù)的選擇將取決于罐的類(lèi)型，可用開(kāi)口的數(shù)量和所含的液體。

 

     散裝液體應(yīng)用 - 自動(dòng)儲(chǔ)罐計(jì)量（ATG）系統(tǒng)通常用作這些應(yīng)用中的BPCS，用于測(cè)量水平和計(jì)算庫(kù)存。這些系統(tǒng)需要具有高精度的技術(shù)，因?yàn)樗綔y(cè)量的小的不精確性可能等于數(shù)千加侖的體積不確定性，這將是非常昂貴的。AOPS通常由非接觸式雷達(dá)液位計(jì)發(fā)射器，邏輯解算器和致動(dòng)器組成。替代品可以是振動(dòng)叉式開(kāi)關(guān)或GWR變送器。在帶有浮頂?shù)纳⒀b儲(chǔ)罐中，較好的做法是通過(guò)靜止管道進(jìn)行測(cè)量，這需要高精度，非接觸式雷達(dá)需提高精度。

 

 

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