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LNG接收站工程选用远传温度测量仪表的选型

时间:2022-06-17 08:19:14 点击:102次

1、检测元件选型

远传温度测量仪表按照检测元件的不同分为热电偶和热电阻两种。热电偶测温范围大、精度较高、价格也比热电阻低,但测量温度较低时,热电偶产生的热电势较小,测量精度比热电阻低。因此,LNG接收站工程采用热电阻进行测量。

根据不同的材料,热电阻分为金属热电阻和半导体热电阻(热敏电阻)两类。半导体热电阻因为复现性差、稳定性差、非线性严重,LNG接收站工程一般不予考虑。铂(Pt)和铜(Cu)是金属热电阻最常用的材料。铂热电阻具有精度高、性能稳定、抗氧化性好、复现性好等优点;缺点是价格比铜热电阻高、电阻温度系数小、电阻与温度呈非线性关系。因此,LNG接收站工程优先选用铂热电阻。铂热电阻宜选用分度号为Pt100的标准化热电阻。

由于普通热电阻体积较大、测量不便,工程中通常选用铠装热电阻。铠装热电阻将绝缘材料包在热电阻和导线外,再穿入金属保护套管内,经整体复合拉伸加工为缆状。这种形式能将热电阻外径加工得很小,具有很好的挠性,可根据工程实际情况自由弯曲,并且力学性能良好,高振动场所也适用。LNG接收站内储罐壁、设备壁、管壁、收集池等各种复杂场所均能使用铠装热电阻测量温度。

根据热电阻的引出线数量,可分为两线制、三线制和四线制。两线制热电阻没有考虑引出导线的电阻,误差较大、精度差,不适合LNG接收站工程。为了消除热电阻引出导线对测量结果的影响,可采用三线制或四线制。三线制通常可以满足工程的大部分需求,如果对精度有更高要求(比如用于外输天然气贸易交接补偿计算的热电阻),应选用四线制。

2、远传装置选型

热电阻温度计的测量信号可通过温度变送器转化为4~20 mA标准信号,也可通过多路温度采集系统(多路温度转换系统或多路温度变送器)转为串口或总线信号。

温度变送器有多种形式,本研究将分析一体化温度变送器和分体式变送器这两种形式。测量氮气、仪表风等常温介质时,选用一体化温度变送器;测量LNG、BOG等低温介质时,选用分体式变送器。分体式变送器是将热电阻温度计和温度变送器分开安装,避免热电阻温度计将低温直接传导至温度变送器,对其造成影响。

温度图1.png

LNG接收站码头栈桥如果过长,就会布置大量监测LNG管道预冷的热电阻温度计,例如中石油昆仑能源江苏LNG接收站码头工程的栈桥布置104个热电阻温度计。如果使用常规的分体式变送器将信号接入分散控制系统(DCS)的人工智能(AI)模块,会产生大量电缆、占用大量AI模块和机柜空间。因此,可采用多路温度转换系统,通过串口将温度测量信号接入DCS。多路温度转换系统如图1所示,主要包括现场变送单元、隔离器和接收单元。现场变送单元设置在现场防爆接线箱内,隔离器和接收单元设置在控制室机柜内。

这种温度采集模式的优点是电缆数量少,节省DCS中AI模块的通道数量;缺点是通信速率低、实时性不好,适用于不参与工艺控制和联锁的温度信号。同时,现场变送单元与控制室内接收单元之间通信线的最大通信距离不能超过1500m。

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