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        公司新聞

        非接觸雷達液位計在磨煤機給水液位測量中的應用及維護

        添加時間:2021-12-24 11:47:24   瀏覽次數:31  

        雷達液位計作為非接觸式物位測量儀表,具有連續測量精度高,測量范圍廣,幾乎不受被測介質溫度、壓力、蒸汽、粉塵及腐蝕有毒惡劣工況的限制,安裝方便,維護操作簡單,故障率低等特點。這使其成為許多特殊場合物位測量的儀表。

        氣化裝置研磨水槽由低壓灰水、真空過濾機濾液、研磨水池渣水、MTO 凈化水、酸性凝液、低壓冷凝液作為工藝補水,用新鮮水來調節研磨水槽的液位。研磨水槽內液體經研磨水槽攪拌器攪拌均勻,再經研磨水泵加壓,作為磨煤機給水。由于介質較臟,易沉淀,罐體小且有攪拌器,單法蘭、靜壓、導波雷達、浮球等液位計在此工況下無法使用,只能采用非接觸式測量儀表,因此該罐采用了三暢非接觸智能雷達液位計,但裝置開工后液位計經常性指示不準,幾乎每天都要處理1-2 次,給生產裝置運行造成很大影響,為了解決雷達液位計故障頻率高的問題,通過理論和現場試驗的方法,分析故障產生的原因,并提出相應的對策。

        雷達液位計是一種應用于固體和液體物位測量的范圍廣范的FMCW 雷達物位計,天線發射的微波到被測介質表面,微波頻率被連續調制,接收器記錄被測介質表面的反射信息,當發射信號在接收信號時,已經改變了它的發射頻率,由相關聯的信號得到一個頻率差,該頻率差和表面反射距離成正比。信號處理部分將發射信號和回波信號進行混合處理,得到混合信號頻譜,再由軟件,計算出天線到介質表面的距離,通過設定的罐體參數,即可算得實際的物位。

        1.2 產品特點

        (1)參數設定方便,用HART 通訊器或pc 加軟件都可進行組態,便于維護。

        (2)雷達物位計采用了高達24GHz 的發射頻率,天線尺寸小,便于安裝。

        (3)雷達液位計采用四線制設計,保證了儀表有足夠的發射功率。

        (4)波長更短,對在傾斜的固體表面 有更好的反射。

        (5)波束角小,能量集中,增強了回波能力的同時,又有利于避開干擾物。

        (6)幾乎不受大氣中水蒸汽、溫度和壓力變化影響。

        2 故障判斷處理

        2.1 液位計指示不準

        現象:故障表現為測量值與實際液位變化趨勢一致,但是數值存在固定誤差。

        原因:儀表指示跟隨測量變化,可以說明儀表工作正常,其測量偏差固定,可以斷定為雷達液位計參數設定不當所造成。

        對策:在標定參數前,明白儀表的管口高度、容器高度、量程上下限參數的測量方法,并進行實地測量,以取得zui真實的數據。輸入參數時,還應注意儀表選用的長度單位。

        2.2 液位計指示不變

        現象:故障表現為測量值與現場實際液位明顯不符,且維持不變。

        原因:由于研磨水槽內工況負責,時常存在高溫水汽,雖然蒸汽對雷達測量幾乎沒有干擾,但是這些水汽在天線頭冷凝成大量密布的水珠,造成錯誤的雷達回波,從而導致儀表輸出保持不變;使用中也曾遇到發射天線清理后,指示仍然保持滿量程,通過對雷達液位計解體檢查,發現雷達內部發射頭存在水珠,主要原因是雷達天線與法蘭之間的密封不好,存在間隙,從而造成了水汽進入雷達發射頭并冷凝,形成水珠,反射了雷達波,因而影響了測量。雷達液位計失波也是造成指示不變的原因,由于研磨水槽罐頂中間位置安裝有攪拌器,運行時管內液面劇烈起伏變化,使得雷達波擴散或被吸收,因而回波甚微或沒有。

        對策:雷達天線凝結水汽時,需要將儀表拆卸,對天線擦拭干凈,恢復安裝后可以恢復正常,也可以在現場對液位計增加反吹風措施,防止水汽的集結。針對密封不好的問題,拆卸雷達喇叭口,在天線和法蘭連接處涂抹密封脂或在天線上纏繞四氟帶,再用雷達喇叭口壓緊固定,該問題即可到解決。在測量介質的反射回波丟失或者較弱時,我們可在這里通過設置表面結構(Surface)選項來改善測量結果,如果測量介質波浪形狀高度超過1cm,應選擇波紋設置,紊亂設置建議在波浪高度超過10cm 時使用。通過設定液位計參數中的液面類型,由波紋改為紊亂后,回波有很大改觀,信噪比恢復到40 左右。

        2.3 液位計指示波動

        現象:故障表現為測量值存在劇烈的起伏變化,沒有特定的規律,完全不追隨實際液位變化。

        原因:安裝在研磨水槽罐頂的攪拌器,運行時,液面波動大,偶爾還會引起介質飛濺。另一方面工藝水和新鮮水補水管線出口正對攪拌器轉軸,雖然下料口沒有正對雷達液位計測量口,但當調節閥開大時,流體碰到攪拌器轉軸后向四周飛濺,在雷達液位計下方形成假液面,假液面高度也隨閥門開度變化而變化,故使用時經常出現液位波動情況。

        對策:首先,在保證工藝的情況下,適當增加液位計輸出阻尼和傳感器采樣阻尼,減少虛假回波造成的液位指示數值的波動。

        其次,修改液位計盲區(Dead band)選項,這個盲區定義了一個從障礙物到液位計法蘭的距離,該抑制的干擾由管口、密閉容器內的障礙物及天線等產生,以使儀表獲得有效測量值。雖然修改盲區可以避開下料口形成的假液面,但是還應注意當實際液位高于盲區所定義的液位高度時,正確的回波被否定,液位計把耗時更長的回波作為測量值,造成液位指示偏低。使用這些方法后,雷達液位計的處理頻次明顯降低,但是造成影響液位計測量的工況原因仍然存在,zui終與工藝人員溝通,對雷達液位計進行移位實驗,暫時選取避開假液面的人孔位置安裝, 實驗取得了很好的結果,液位計工作穩定可靠,為進一步的技術改進奠定了基礎。

        3 結束語

        通過以上現場經驗的總結,處理雷達液位計故障時,首先應從液位計的安裝、現場工況等根源處著手,再在使用中采取相應的消除干擾措施,這樣才能很大限度地降低儀表的故障機率,體現其連續可靠、高精度的優點。

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