Étude de cas : Stockage chimique des détroits - Radar de niveau pour réservoirs de liquides turbulents sous impact de remplissage

Il n'est jamais plus difficile de mesurer un réservoir que pendant qu'il est rempli, et c'est précisément à ce moment que la mesure est importante. Cette étude de cas couvre un réservoir de stockage vertical recevant le produit par chargement supérieur des camions-citernes routiers, où le courant entrant frappe la surface du liquide et crée des turbulences, des vagues, des éclaboussures et des entraînements d'air. La mesure du niveau dans ce service est difficile parce que la surface n'est pas un réflecteur plat pendant le remplissage: il est Le flux de remplissage lui-même renvoie un signal. L'émetteur ultrasonique a produit des lectures de saut pendant le chargement et l'immersion manuelle était dangereuse pendant le remplissage. Un compteur de niveau radar FMCW sans contact de 80 GHz avec suivi d'écho a été sélectionné. un cycle de remplissage et explique ce que doit faire la mesure à chaque phase - sélection, configuration, l'installation et la mise en service.

Profil du client: Straits Chemical Storage Pte. Ltd. (Singapour)

Straits Chemical Storage Pte. Ltd est un terminal de stockage de produits chimiques à Singapour exploitant des réservoirs de stockage hautement chargés. Le risque de surcharge n'existe que pendant le remplissage d'un réservoir, mesure du niveau des besoins terminaux qui reste valable pendant le remplissage lui-même - par turbulences, éclaboussures et de la mousse créée par le courant entrant.

2- Condition industrielle réelle: le réservoir qui n'est difficile que pendant qu'il est rempli

Le réservoir est un récipient de stockage vertical et atmosphérique rempli par chargement supérieur: le produit arrive par pétrolier routier et est Le liquide est pompé à travers un tuyau de remplissage qui décharge au-dessus de la surface du liquide. La mesure est facile. Pendant le remplissage - qui dure des dizaines de minutes à un débit réglé par la pompe de transfert - le Le courant entrant frappe la surface à la vitesse, et la surface devient tout sauf plate. Le risque de surchargement n'existe que pendant le remplissage du réservoir, de sorte que le niveau La mesure doit être la plus fiable pendant la période où la surface est la plus perturbée.

3Défi de mesure: ce que le courant entrant fait à la surface

Ce que le courant entrant fait à la surface est une liste de problèmes de radar. Les éclaboussures jettent des gouttelettes dans le chemin du faisceau, et l'air Le courant de chute en lui-même forme une couche de mousse qui peut persister après le remplissage. une cible en mouvement qui renvoie un écho de sa propre - un écho qui change de position à chaque seconde. L'écho de surface est entouré d'échos en mouvement et en compétition. L'instrument qui suppose une surface calme et plane l'instrument doit suivre une surface qui n'est calme que lorsque le réservoir ne fait pas ce que les réservoirs sont Pour.

4Pourquoi la méthode actuelle a échoué: calme au repos, mauvaise en action

L'émetteur ultrasonique précédent mesurait bien au repos et mal en action, pour des raisons physiques. L'impulsion acoustique a été dispersée par des gouttelettes d'éclaboussures et de la mousse, de sorte que la lecture a sauté entre la vraie surface, le La turbulence a également entraîné une augmentation de la fréquence de la température de l'air. Un radar à ondes guidées ou un flotteur dans un puits de calme subit des contraintes mécaniques dues à la Le produit peut être recouvert de mousse, et un puits de stabilisation n'aide que si le puits lui-même reste rempli d'un liquide calme - ce qui n'est pas garanti avec une surface violemment agitée. Le remplissage a été exclu par les règles de sécurité du site, et un plongeon effectué après le dépôt ne fait que confirmer ce qui a déjà été fait. Toutes les anciennes méthodes partageaient le même défaut: elles pouvaient mesurer le réservoir, mais pas pendant que le réservoir était La seule fois où la mesure était réellement nécessaire.

5. Logique de sélection des instruments: ce que le remplacement devait faire différemment

Le remplacement devait faire une chose que les anciennes méthodes ne pouvaient pas: maintenir une mesure valide pendant que la surface était Le radar sans contact était le seul candidat qui pouvait, et les détails ont été choisis pour cette Un radar FMCW de 80 GHz a été sélectionné par rapport à un radar à impulsions de 26 GHz, car le faisceau plus étroit réduit la fréquence d'écoulement des ondes. Le traitement FMCW avec un taux de mise à jour rapide peut résoudre et suivre les Le suivi de l'écho - la capacité de l'émetteur à suivre le plus fort écho plausible L'écho de surface plutôt que de verrouiller sur le premier retour - est la caractéristique qui fait la différence dans ce L'antenne est un petit type de corne ou de lentille, de la taille de la buse, avec un faisceau qui reste à l'écart du réservoir Pour les éclaboussures extrêmes, un puits de stabilisation ou un dispositif de stabilisation des vagues peut être ajouté, mais le premier choix est le positionnement correct et le traitement du signal, pas le matériel.

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7. Configuration du compteur de niveau radar: suivi, moyenne et direction sûre de défaillance

La configuration commence par la physique du remplissage. Le suivi par écho est activé et la fenêtre de réglé autour de la position de surface attendue, de sorte que l'émetteur suit le niveau réel au lieu d'un écho de pulsation. La moyenne (amortissement) est fixée avec un compromis délibéré: assez long pour lisser la dispersion induite par l'onde, court Le taux de remplissage détermine la valeur correcte, et il est fixé au cours de la phase de remplissage. La sortie de 4 à 20 mA est étalée sur la plage de fonctionnement avec HART activé. direction est réglée pour conduire la sortie élevée sur un écho perdu, de sorte que si la turbulence défait la mesure, le L'état d'alarme est l'état de sécurité - pendant le remplissage, un faux haut est beaucoup plus sûr qu'un faux bas.

8. Méthode d'installation: maintenir l'antenne hors de la zone d'impact

L'installation est l'endroit où la plupart des problèmes de réservoir de turbulences sont soit résolus soit créés. l'entrée de remplissage, sur le côté opposé du toit du réservoir où la disposition le permet, de sorte que le flux en chute et son Lorsque la position de la buse est fixée par la conception du réservoir, une plaque déflectrice est installée L'antenne s'étend sous le point de décharge de remplissage pour rompre le courant et réduire le cratère d'impact. La clearance du faisceau est vérifiée par rapport à la paroi du réservoir et à tout écran interne. Les appareils de reflet sont équipés d'un système de réflecteurs à la portée maximale - un faisceau qui clipe le mur transforme le mur en un réflecteur concurrent. Les éclaboussures sont si sévères que la surface ne peut pas être vue du tout, la chute en arrière est un bien calme avec le radar Il s'agit d'une décision de conception prise sur place, pas par défaut.

9. Mise en service / paramétrage: le premier remplissage en direct est le véritable test

La mise en service suit le cycle de remplissage lui-même. Les échos enregistrés et fixes - buse, tuyau de remplissage, raccords muraux - sont cartographiés et supprimés. Il est noté comme une cible en mouvement, pas supprimé, parce qu'il change avec le flux. observé depuis la salle de contrôle avec la courbe d'écho sur l'écran: la fenêtre de suivi est réglée de sorte que l'émetteur La fréquence de remplissage de l'eau est calculée en fonction de la température de remplissage de l'eau. Le réservoir s'installe, la lecture radar est comparée à une plongée manuelle et l'écart est enregistré. Le critère de mise en service est simple: la lecture doit être stable pendant le remplissage. remplir, et précis lorsque le réservoir est au repos.

10Résultat de mesure: les premiers cycles de remplissage

Au cours des premiers cycles de remplissage, le radar se comporte comme prédit par la logique de sélection. La mousse est restée sur la vraie surface: elle s'est déplacée avec le niveau croissant au lieu de sauter avec l'éclaboussure. formé pendant le chargement n'a pas capté la lecture, car le suivi de l'écho a suivi la surface du liquide en dessous Au repos, la lecture s'accordait avec la baisse dans la tolérance attendue pour un radar à 80 GHz sur liquide. Aucune fausse alarme de haut niveau n'a été déclenchée par des éclaboussures au cours de l'essai. période d'observation - la défaillance qui avait rendu l'ancien ultrasons inutilisable pendant le chargement. Les résultats de l'ingénierie sont que la mesure est maintenant valable au moment du risque le plus élevé.

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12Valeur technique: protéger le réservoir au moment du risque le plus élevé

La valeur est concentrée dans la fenêtre de remplissage. La charge n'est pas plus élevée que celle de l'appareil. Il faut s'arrêter pour vérifier le niveau, et l'inventaire est connu en continu au lieu d'après que la surface s'est assise. La charge d'entretien de l'ancien ultrasons - nettoyage et vérification après chaque période perturbée - La chaîne de causalité est compacte: la mesure sans contact élimine les parties endommagées par la turbulence; le suivi de l'écho suit la vraie surface à travers la perturbation; la direction de sécurité garde l'alarme honnête lorsque le signal est perdu; le réservoir est donc protégé au moment où la protection est nécessaire.

13Applications recommandées: où la même logique s'applique

La même logique s'applique à tout réservoir dont la surface est perturbée par son propre remplissage: réservoirs de stockage surchargés recevant des pétroliers routiers ou ferroviaires, des réservoirs d'alimentation des réacteurs, des récipients de mélange et d'agitation et des réservoirs avec des réservoirs submergés Pour chacun, la séquence d'ingénierie est la même: positionner l'antenne hors du La zone d'impact, activer le suivi de l'écho, régler la moyenne par rapport au taux de remplissage et tester par rapport à un remplissage en direct. en demandant un devis pour ce service, indiquer le taux de remplissage et la méthode de remplissage (en haut ou en bas), la hauteur du réservoir et la position de la buse par rapport à l'entrée de remplissage, si elle est en forme de mousse, et l'interface de sortie et d'alarme requise.