海洋石油钻采平台及航行船,由于舱室分散、结构复杂、安装局限、被测介质多样化及腐蚀性等特点,液舱监控系统一直是行业的难点,此领域大部分被国外产品占据。 我公司于2005根据钻井平台及航行船的舱室结构特点开发出TGS101平台液位遥测系统,并取得CCS产品证书。在后续配套过程中,我们通过不断总结及完善,逐渐形成代表当今先进且使用的产品体系,先后应用于中海油现有的平台并配套于HYSY921-924,HYSY161等平台,取得了良好的效果。 该系统根据平台的特点采用超声波,静压,吹气泡等工作原理的复合系统,可对任何不规则的舱室进行可靠测量。舱室的液位信号通过基于PLC的技术进行采集、线性化补偿及处理,通过触摸屏及上位计算机进行参数的显示及人机互动。 TGS101液位遥测系统完全是用户定制的产品,可以根据用户的喜好、船型、舱室数量、显示方式重新设计并制造。系统也可以和遥控阀门及控制泵结合起来,实现自动舱室操作,自动压载、卸载等功能,大大减轻了人为的工作负荷。此种复合配置已经成功应用于属于中海油的两条环保船,并取得了中国船级社的船用产品证书。
系统构成 我们的监控系统主要由现场传感器、数据采集器(PLC)、监控系统(上位机、触摸屏等)几部分组成。结构如下:
系统设计基于平台的舱室分散的特点,采用了集散系统的结构模式。现场采集单元就近安装,通过网络总线的方式把信号传递到中控单元。此设计最大限度减少了现场电缆安装的工作量。
人机界面:
系统通过现场采集单元将现场传感器测量的信号,根据被测液舱的结构形状进行处理及计算,并把处理结果通过通讯网络传送到触摸屏或工控机进行显示。操作人员可以通过屏幕的操作,及界面的切换,了解各个舱时实的物位变化。
显示及操作功能包括:
1.各个舱室液位的显示 2.各个舱室内液体体积的显示 3.各个舱室液体重量的显示 4.同类液体总体积、总重量显示 5.液体比重的设定 6.液位上下报警值的设定 7.传感器的在线标定 8.报表功能
现场传感器:
对于液舱监控系统,稳定可靠的传感器选取是至关重要的环节。我们针对平台或船舶柴油、原油、淡水、海水、酸碱液等舱室介质的特点,结合舱室的结构形状形成一套成熟的配置方案。 我们主要采用的传感器包括超声波液位传感器、雷达液位传感器、静压式液位传感器、气泡式液位变送器等。传感器主要特点及比较如下:
传感器类型 |
超声波传感器 |
雷达式传感器 |
静压式液位传感器 |
气泡式液位变送器 |
测量原理 |
通过测量声波发出及接收的时间差计算换能器到页面的距离 |
通过测量电磁波发出及接收的时间差计算换能器到页面的距离 |
通过测量容器底部的静压力与大气压的压差,结合比重计算容器内的液位 |
通过固定流量的平衡气泡,以测量空气压力确定容器内液位 |
安装形式 |
顶部安装 |
顶部安装 |
投入式安装 |
任意安装 |
测量形式 |
非接触式 |
非接触式 |
直接接触式 |
间接接触式 |
结构影响 |
适合底部平整,5米以内舱室 |
适合底部平整,5米以内舱室 |
无 |
无 |
优点 |
非接触测量,维护保养方便 |
非接触测量,维护保养方便 |
不受舱室结构影响 |
不受舱室结构影响 |
传感器配置
传感器类型 |
超声波传感器 |
雷达式传感器 |
静压式传感器 |
气泡式液位变送器 |
腐蚀性液体 |
能 |
能 |
不能 |
能 |
高温 |
能 |
能 |
不能 |
能 |
低温 |
能 |
能 |
不能 |
能 |
防爆介质 |
能 |
能 |
能 |
能 |
表面泡沫 |
不能 |
能 |
能 |
能 |
带压容器 |
能 |
能 |
不能 |
能 |
差压测量 |
无 |
无 |
有 |
有 | | |
|
|
| |
|
|