מבוא

חיישנים טבעיים (LNG) הוא גז טבעי כי כבר קר עד כ -162C (-260 ° F) כדי להפחית את נפחו על ידי גורם של כ-600, מה שהופך אותו כלכלי לאחסון ולהסיע לאורך מרחקים ארוכים. טנקים אחסון LNG הם נכסים קריטיים בשרשרת האספקה העולמית, המשרתים כמחסנים buffer בתחנות לייפאקציה, גזציה מסורתית, טרמינלים, ומתקנים מאובטחים יעילים אלה.

דרישות ייחודיות של ניטור אחסון LNG

מיכלי אחסון LNG אינם כלי לחץ רגילים.הם בדרך כלל גדולים, כפולים, טנקים צילינדרים עם מיכל פנימי עשוי פלדה ניקל 9% או נירוסטה פלדה ופגז חיצוני של פלדה פחמן.המרחב האנטארקטי מלא חומר בידוד כגון ערפל או כיבים על פני השטח, לעתים קרובות נשמר תחת חנקן קל למנוע לחות בתוך הטנק, LNG ממוקם תחת מחסנית גבוהה יותר (כולל ערפל) מלמטה, 000 ערפל, 000).

מדוע חיישנים רדאר הם מעלים למדידת רמות LNG

חיישנים ברמת רדאר משתמשים בגלים אלקטרומגנטיים בטווח תדר מיקרוגל (בדרך כלל 6-26 GHz ומעלה) כדי לזהות את המרחק אל פני השטח LNG.בניגוד חיישנים קוליים, מכ"ם אינו מושפע על ידי צפיפות vapor, וריאציות לחץ, ⁇ טמפרטורה, או נוכחות של מכ"ם LNG ו condensate על האנטנהK, מבטל את הצורך עבור בדיקות או צפים, אשר יכול להיות מכווץ כמו מתכתב, כמו גם חומרים אופטיקה, או מסגסוגת עם כמה חומר נפץ, או ממתכת.

מדד לא מגע מבטל את קורוזיה וזיהום

חיישני מגע כמו מדפי צף או בדיקות קיבול נחשפים ישירות ל-LNG.Over time, לחות ואלומיניום שאריות יכול לבנות על האלמנט החישה, גרימת סחף וקריאות כוזבות. בשירות Cryogenic, היווצרות קרח על הבדיקה יכולה להוביל לשחיקה מכנית או חיישנים רדאר, רכוב על גבי מיכל עם אנטנה כלפי מטה, לעולם אל לגעת בנוזל זה, למנוע גם את התחזוקה פיזית של רכיבי LNG.

מדיניות בתנאים קיצוניים

ראדר פועל עם יחס אות גבוה ואלגוריתמים מתקדמים לעיבוד הד שיכולים להבחין בין ההשתקפות האמיתית של פני השטח LNG מהדהדים parasitic הנגרמים על ידי מבני טנק, ריגושים, או condensation. Accuracy בדרך כלל מגיע ±2 מ"מ או טוב יותר עבור מהירות גל מודרך (GWR) ו ± 3-5 מ"מ עבור מכ"ם ללא מגע, אשר מספיק עבור שליטה והגנה על פני השטח הוא עדיין יציב על פני השטח (R) ו- 25 מטרים).

בטיחות והתאמה

LNG הוא מאוד מעוגן, וניתן להביא להודעות קטסטרופליות. חיישנים ראדר בטוחים מטבעם כי הם פועלים עם מיקרוגלים בעלי כוח נמוך שאינם מציתים אטמוספירות.הם יכולים להיות מוסמכים ל-SIL 2 או SIL 3 עבור יישומים ספציפיים של מכ"ם (IQ 615) מ"מ רבים כוללים גם LT-עצמים לזיהוי או 104 עבור ספקי MPIF (מתקני מדידה) כגון פונקציות של 3 (D2) עם IMSD2) עם פונקציות מקודמותת (מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ) ו-IF) עם IEC 608.

כיצד פועל חיישנים ברמת רדאר בסביבה Cryogenic

מדידה ברמת רדאר עבור LNG מעסיקה אחת משתי טכנולוגיות עיקריות: מכ"ם ללא מגע (חינם) או מכ"ם גל מודרך. במערכות ללא מגע, אנטנה צפירית או צנחנית פולטת קרן מיקרוגל ממוקדת אל פני השטח הנוזלי.הזמן של טיסה (ToF) של האות המשתקף נמדד ומומרת לכדי מרחק.

תדירות ותהליך אותות

מכ"מים נמוכים (6-10 GHz) חודרים ל- vapor וקצף טוב יותר אבל יש זווית קאם רחבה יותר, אשר יכול להרים הדים כוזבים מקירות טנק. מכ"ם גבוהים יותר (24–26 GHz או אפילו 80 GHz) לספק קרן חומציות צרה יותר ורזולוציה טובה יותר אבל הם רגישים יותר כדי להתנגשות על האנטנה.

עיצוב אנטנה ל-LNG Tanks

האנטנה היא הרכיב הקריטי ביותר חיישן מכ"ם בוכה.זה חייב לעמוד בטמפרטורות נמוכות מאוד ללא סדק או לאבד את התכונות האלקטרומגנטיות שלה.עבור LNG, אנטנה מורכבת בדרך כלל מפלדה אל-חלד עם עדשות PTFEK או PEEK, או שהם משתמשים בחלון ספיפילטי כדי לבודד את האלקטרוניקה מן האווירה הטנק.

טמפרטורה ועומס

הקבוע הדיאלקטרי של LNG משתנה מעט עם טמפרטורה וקומפוזיציה.למרות שאפקט זה קטן, זה יכול לשנות את המדידה על ידי כמה מ"מ אם לא מתוקן. משדרים מכ"ם מודרניים כוללים חיישן טמפרטורה במרחב הטנקים וליישם אלגוריתם פיצוי המבוסס על נתוני LNG נכס. תגמול לחץ הוא גם הכרחי כי מהירות האור בשלב ה- vapor יורדת עם לחץ גובר, בדרך כלל מכ"ם מקבל מד"ם 4-20 מקבל אות דיגיטלי עבור תיקון נפרד או לחץ חיצוני.

שיקולים ועיסוקים טובים ביותר

חיישנים מכ"ם בטנקים של LNG דורשים תכנון זהיר כדי להבטיח ביצועים אמינים וחיי שירות ארוכים.ההנחיות הבאות נמשכות מן השיטות הטובות ביותר בתעשייה ו-FLT:0technical ההמלצות של ספקי חיישן מכ"ם גדולים, FLT:1.

הר ומתקן

חיישן המכ"ם הוא בדרך כלל על נשפך בחלק העליון של הטנק, מצביע אנכי מטה.ה nozzle צריך להיות קצר ככל האפשר כדי למזער את האזור המת (המרחק שבו האנטנה אינה יכולה למדוד עקב תופעות ליד שדה) קטע צינורות ארוך יותר מ-150-200 מ"מ ניתן למלכודת ריצוף או לגרום השתקפות מרובות.

שילוב עם מערכות בקרה

משדרי רמות ראדר בדרך כלל מפלט של 4-20 מ'A HART, או שהם מתקשרים דיגיטלית באמצעות Foundation Fieldbus, Profibus PA, או Modbus RTU. לצורך העברת יישומים, המכ"ם צריך להיות מחובר למערכת של גמול טנק (TGS) אשר מחשב נפח, חיישן מסה, וצפיפות בהתאם לתקני MPMS או ISO82.

גילוח ותחזוקה

חיישנים רדאר דורשים כיבוד רק בהתקנה ראשונית ולאחר כל שינוי טנק גדול.ה ⁇ כרוך הגדרת המרחק הריק (מרחק מנקודת ההתייחסות החיישן לתחתית הטנק) ואת המרחק המלא (מרחק לרמה העודף) משדרים רבים מאפשרים אימות באתר עם צלחת יעד או מכ"ם נייד תחזוקה רפין מורכב בדיקה חזותית של אנטנה עבור קרח, הדבקה, או זיהוי עצמי גבוה יותר עבור פונקציות הגנה עצמית מודרנית.

השוואת חיישנים ראדאר לטכנולוגיות LNG

Float and Tape Gauges

מדדי צף מכניים שימשו במשך עשרות שנים. A צף מנוחה על פני השטח LNG וטייפ או חוט מתחבר לתצוגה או קודר.מערכות אלה סובלות מלבוש מכני, בניית קרח על הקלטת, וקשה לקריאה במהלך שינויים מהירים ברמה גבוהה. Accuracy היא בדרך כלל ± 5-10 מ"מ, אשר מקובל על מלאי אבל לא עבור העברה גדולה. הם גם דורשים תחזוקה תקופתית (lubriel, repering, repering התאמות בקלות).

לחץ שונה Transmitters

משדרים DP מודדים לחץ ראש הידרוסטטי בתחתית הטנק לרמה נוזלית.החישוב דורש ידע מדויק של צפיפות נוזלית ודחיסות vapor. in LNG, צפיפות משתנה באופן משמעותי עם הרכב (methane, ethane, תוכן חנקן) וטמפרטורה. שגיאה קטנה בצפיפות יכולה לגרום לשגיאה גדולה יותר של רמה.בנוסף, משדרים DP דורשים קווים אימפולסים או phragm כי יכול להקפיא או clogreic בעוד שרמת לחץ נמוכה יותר, בעוד שהוא אינו מספק הגנה עצמית מתאימה יותר.

סרבו ו- Capacitance Sensors

סרבו מדמפס משתמש במפרק מונע מנועים המעקב אחר פני השטח הנוזלי על ידי שינויים בכבדות של חישה.הם מדויקים אך הם עוברים חלקים שיכולים להיכשל בתנאים מבוימים, והם יכולים להיות איטיים להגיב במהלך שינויים מהירים ברמה גבוהה. , בדיקות Capacitance מודדות את השינוי בקבוע דיאלקטרי כמו רמת LNG עולה.

עתיד הפיקוח על LNG

הטכנולוגיה של ראדאר ממשיכה להתפתח.ההתפתחויות האחרונות מונעות על ידי הצורך דיוק גדול יותר, בעלות נמוכה יותר ושילוב עם יוזמות דיגיטיזציה.

Wireless ו-IoT-Enable Radars

מתאמת WireHART או משדרי מכ"ם אלחוטיים מלאים (באמצעות ISA100.11a או WirelessHART) הופכים להיות זמינים.אלה מבטלים את הצורך בכבלים יקרים לצמרת הטנק, במיוחד במתקני מרוחקים או רטרופיטים. מכ"מים המופעלים על ידי סוללות יכולים לפעול במשך שנים עם מדידות ברמת תקופתיות, אם כי מדידה רציפה עדיין דורשת כוח איסוף נתונים מחיישנים מרובים ולהגדיל אותו לפלטפורמות המבוססות על ענן עבור מתקנים שימושיים עבור מתקנים אלה הוא בעיקר עבור מתקנים שונים של אחסון.

Advanced Analytics and Predictive Maintenance

חיישנים רדאר עם אבחון מובנה יכול עכשיו ליצור נתונים על המאפיינים של עקומת הד, כוח אות ורמות רעש. אלגוריתמי למידת מכונות לנתח מגמות אלה כדי לחזות אנטנה, השפלה אלקטרונית, או שינויים בסביבת הטנק לפני שהם גורמים שגיאות מדידה. תחזוקה חיזוי מופחת מחזורים לא מתוכנן ומרחיב את חיי החיישן. כמה יצרנים מציעים תוכנה המשלבת נתונים מכ"ם עם טמפרטורה ופרופילים כדי ליצור תאום דיגיטלי של ה-LNG, מה מאפשר סימולציה / סימולציה / סימולציה / סימולציה מלאה.

מסקנה

חיישנים ראדר שינו את מדד רמת LNG מעקרון תחזוקה-רגישות, לעתים קרובות לא מדויק לתוך ניתוח אמין, נמוך-מגע תומך הן בבטיחות והן ברווחיות.עקרון הלא-מגע שלהם, חסינות לקיצוניות הבכיות, ודיוק גבוה הופך אותם לטכנולוגיה של בחירה עבור מתקני אחסון מסוג LNG חדשים, וכן שדרוגים של אחסון מסוג CVF-R-IF-D (ה-R) הנדרשים ל-DMS (D) של ה-D) של ה-DIF) ו-DIGNF) באופן משמעותי, כך ש-DIGNF) של ה-DMS (DIGNF) של ה-DIGNF) של ה-DMS (D) של ה-D) של ה-DIGNF) של ה-DIGNF) של ה-DIGNF) של ה-DMS (DPSR.