Tecnologie di misura di livello per l'industria della raffinazione

Sensore di livello di pressione sommergibile

L'industria della raffinazione sta subendo trasformazioni significative e le raffinerie esistenti si stanno modernizzando per rimanere competitive. Gli impianti di raffinazione mirano ad aumentare l'efficienza energetica, a massimizzare la produzione e a migliorare la qualità del prodotto. Tuttavia, le raffinerie devono affrontare diverse sfide durante questa transizione, tra cui la necessità di migliorare l'efficienza energetica, ridurre i costi operativi e di manutenzione e garantire la sicurezza nel rispetto delle severe normative ambientali. Queste sfide sono presenti anche nelle nuove raffinerie, che devono affrontare la complessità di integrare l'automazione per lavorare il greggio più economico, ad alto tenore di zolfo o pesante.

Nelle operazioni di raffineria, la misurazione e il controllo accurati dei livelli sono fondamentali. Con tassi di produzione giornalieri che raggiungono i 100.000 barili, le raffinerie possono avere oltre 1.000 punti di misurazione del livello. I metodi tradizionali, come i sistemi a galleggiante, sono soggetti a imprecisioni causate dalle variazioni di densità e temperatura dei diversi greggi, che influiscono sull'affidabilità delle misure. Queste fluttuazioni possono compromettere il processo di controllo e avere un impatto negativo sulla produttività della raffineria e sulla qualità del prodotto. Di conseguenza, le raffinerie si stanno orientando verso tecnologie più precise e a bassa manutenzione per garantire misurazioni accurate e migliorare il controllo complessivo del processo.

In questo articolo esploreremo cinque tecnologie avanzate di misura di livello adatte all'industria della raffinazione: Sensori di livello radar, a ultrasuoni, a pressione differenziale, magnetostrittivi e capacitivi. Ciascuna tecnologia presenta vantaggi e limiti unici, che la rendono adatta a diverse applicazioni in base ai requisiti di prestazione, alle condizioni operative e ai vincoli di installazione.

1. Trasmettitori di livello a onda guidata (GWR)

Principio di funzionamento:

I trasmettitori di livello radar a onde guidate (GWR), noti anche come riflettometria nel dominio del tempo (TDR) o trasmettitori di livello radar a impulsi a microonde (MIR), offrono una misura continua del livello. Il dispositivo invia impulsi a microonde a bassa potenza lungo una sonda, che viaggia alla velocità della luce. Gli impulsi vengono riflessi all'interfaccia liquido-aria e il ritardo tra la trasmissione e la ricezione viene utilizzato per calcolare la distanza dalla superficie del liquido.

Vantaggi:

Preciso e affidabile: Fornisce misure accurate in applicazioni difficili come la misurazione delle interfacce liquido-liquido (ad esempio, interfaccia olio-acqua) e attraverso la schiuma.

Non è influenzato dalle variazioni del fluido: Le variazioni di densità, costante dielettrica o conduttività del liquido non influiscono sulla precisione della misura.

Manutenzione ridotta: Non avendo parti in movimento, i dispositivi GWR richiedono una manutenzione minima e possono essere facilmente integrati nei sistemi esistenti.

Limitazioni:

Considerazioni sull'installazione: La scelta del tipo di sonda e dell'altezza di installazione può limitare le prestazioni, soprattutto in applicazioni con fluidi spessi o appiccicosi.

2. Trasmettitori di livello radar senza contatto

Principio di funzionamento:

I trasmettitori di livello radar senza contatto inviano segnali attraverso il vapore per misurare la distanza superficiale. Questo tipo di trasmettitore è ideale per misurare liquidi viscosi, appiccicosi e agitati in serbatoi con miscelatori o agitatori, in quanto isola completamente il sensore dal fluido di processo.

Vantaggi:

Nessun contatto fisico: Adatto a fluidi pericolosi o corrosivi, in quanto non entra in contatto con il materiale di processo.

Manutenzione minima: Poiché il dispositivo non interagisce con il liquido, non ci sono parti mobili da usurare, con conseguente riduzione dei costi di manutenzione.

Limitazioni:

Problemi di installazione: Per una misurazione accurata è necessaria una linea visiva chiara verso la superficie. Le superfici ruvide o turbolente possono ridurre l'accuratezza e la schiuma o l'agitazione della superficie possono causare una perdita di segnale.

3. Trasmettitori di livello a ultrasuoni

Principio di funzionamento:

I trasmettitori di livello a ultrasuoni utilizzano le onde sonore per misurare la distanza dalla superficie del liquido. Un impulso viene emesso dal trasmettitore e il tempo di riflessione dell'impulso viene utilizzato per determinare il livello.

Vantaggi:

Facilità di installazione e configurazione: Semplice da installare e configurare, è adatto a diverse applicazioni, tra cui serbatoi e silos.

Misura senza contatto: Elimina la necessità di un contatto diretto con il fluido di processo, riducendo la manutenzione.

Limitazioni:

Sensibilità alla temperatura: Le variazioni della temperatura di processo possono influenzare la velocità del suono, richiedendo la compensazione della temperatura per una misura accurata.

Condizioni della superficie: Schiuma, vapore o superfici turbolente possono interferire con le onde ultrasoniche, riducendo l'accuratezza della misura.

4. Trasmettitore di pressione Misura di livello

Principio di funzionamento:

I trasmettitori di pressione misurano il livello del liquido in modo indiretto, misurando la pressione esercitata dalla colonna di liquido. In contenitori aperti, la pressione sul fondo del contenitore corrisponde all'altezza della colonna di liquido. Per i contenitori pressurizzati, i trasmettitori di pressione differenziale vengono utilizzati per compensare la pressione interna.

Vantaggi:

Versatile: è adatto a un'ampia gamma di tipi di liquidi, compresi i fanghi, e funziona efficacemente in ambienti ad alta pressione e ad alta temperatura.

Economico: Una delle tecnologie di misura di livello più accessibili, ideale per le applicazioni standard.

Limitazioni:

Variazione della densità: I trasmettitori di pressione sono influenzati dalle variazioni di densità del fluido, che possono influire sull'accuratezza della misura.

Non sono adatti per liquidi corrosivi o viscosi: Possono essere necessari materiali o rivestimenti speciali, che possono aumentare la complessità della manutenzione.

5. Trasmettitori di livello capacitivi

Principio di funzionamento:

I sensori di livello capacitivi misurano le variazioni di capacità causate dalla presenza di liquido tra due elettrodi conduttivi. Al variare del livello del liquido, varia anche la capacità, fornendo una misura di livello accurata.

Vantaggi:

Ideale per piccoli serbatoi e applicazioni a basso volume: I sensori capacitivi sono molto efficaci per misurare il livello in contenitori piccoli o stretti, dove altre tecnologie potrebbero non essere adatte.

Senza contatto: Adatto per liquidi puliti che non presentano un elevato livello di particolato o schiuma.

Limitazioni:

Suscettibile di accumulo: Se il liquido è viscoso o appiccicoso, l'accumulo sul sensore può influire sulla precisione.

Limitato a mezzi specifici: Ideale per liquidi non corrosivi e puliti; non ideale per sostanze altamente turbolente o soggette a schiuma

Conclusioni:

Nell'industria della raffinazione, una misura di livello accurata è essenziale per mantenere la sicurezza, l'efficienza e la qualità del prodotto. Sebbene ciascuna di queste cinque tecnologie offra vantaggi distinti, la scelta della giusta soluzione di misura di livello dipende dall'applicazione specifica, dalle condizioni operative e dal tipo di fluido da misurare. Sfruttando tecnologie avanzate come i sensori radar, a ultrasuoni, a pressione differenziale, magnetostrittivi e capacitivi, le raffinerie possono garantire misure di livello più affidabili e precise, con conseguente miglioramento del controllo operativo e riduzione dei costi di manutenzione.