激光料位计在石化催化装置催化剂罐上的应用

任海杰（山东省滨州市博兴县，山东 滨州 256500）

激光料位计在石化催化装置催化剂罐上的应用

任海杰
（山东省滨州市博兴县，山东 滨州 256500）

通过比较各种料位计的优缺点，最终选择了K-TEK的激光料位计测量催化装置冷催化剂罐的料位，实现了催化剂罐料位的准确、连续测量，同时根据料位通过DCS能够自动计算出催化剂罐的藏量显示在操作画面上，降低了操作工的劳动强度及接触粉尘颗粒的机会，为装置的安全、平稳运行奠定了基础。

激光料位计；催化剂罐；藏量

1 引言

催化装置是中国炼化企业中非常重要并且非常危险的装置之一，它在整个炼化企业中起着举足轻重的作用，催化剂作为催化反应的一部分，催化剂罐料位的准确性显得格外重要。在过去的设计及周边的地方炼油厂中，目前仍然采用人工检尺的方式间断性的测量催化剂罐的料位，这种方式给操作工带来很大的工作量，而且操作工频繁接触催化剂，给自身的健康带来不利。因此，催化剂罐必须通过增加料位计来解决这些问题。由于催化剂是固体颗粒、而且含有金属元素，常规的料位计无法准确测量，经过多次研究与改进，最终选择了K-TEK的激光料位计。

2 料位计的工作原理

激光物位计也称激光料位计，由半导体激光器发射连续高速脉冲激光束，激光束遇到被测物体表面进行反射，光线返回由激光接收器接收。并精确记录激光发射到接收之间的时间差，从而确定从激光雷达到被测物之间的距离。

距离物料表面的距离D 与脉冲的时间行程T 成正比：

D=C×T/2 其中C 为光速

因空罐的距离E 已知，则物位L 为：

L=E-D

根据用户设置的量程和满度信息，处理器计算出当前料位的百分比，然后按照比例输出4-20mA或0-5V等模拟信号、RS485Modbus的数字信号、警示报警继电器开关信号等。

根据测量时间方法的不同，激光雷达物位计可分为脉冲式和相位式两种测量形式。

工作原理图如图1所示。

3 料位计的选型要求

3.1 防护等级及防爆等级的要求，要求防护等级IP65以上，防爆等级ExdⅡCT4。

3.2 量程要求，由于催化罐高32m，因此选择料位计的测量范围0-30m。

3.3 吹扫风的要求，由于催化剂罐内在加催化剂的过程中会出现粉尘，为了避免产生的粉尘堵塞测量管，需要增加反吹风线，反吹风的压力要高于催化剂罐的压力。

4 料位计的安装要求

4.1 料位计安装口的下部不能有金属栅栏等金属遮挡物，如果有金属遮挡物，激光打到金属上会造成反射，导致测量数据不准。

4.2 激光料位计需要接反吹风线，反吹风线需要加空气过滤减压阀，控制风压0.4MPa左右。

5 料位计安装后效果分析

5.1 能够准确的指示料位计的料位，与人工检尺对比误差在5mm以内。

5.2 在DCS上通过公式计算催化剂罐的藏量，便于操作工的查看。

5.3 该料位计自2012年投用以来，截止目前运行稳定，能够准确的反应催化剂罐的料位，降低了操作工的劳动强度，保证了装置的安全平稳运行。

6 其他应用领域

6.1 气柜作为石化装置的重大危险源，气柜液位的准确性显得格外重要，气柜液位常用的测量方式是雷达液位计，雷达液位计在测量的过程中存在一个缺点，雷达回波容易发散，产生的虚假回波导致液位计频繁波动。

6.2 用激光液位计测量气柜的液位就解决了这一难题，保证液位测量的准确性。

[1]马宏伟，万土良，杨芳.催化剂粉尘离线监测技术在石化重催装置中的应用[J].设备管理与维修，2004（02）：37-39.

TQ426

A

任海杰（1984-），男，山东广饶人，山东京博石油化工有限公司，仪表主任工程师，研究方向自动控制。