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          雷達液位計

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          導波雷達液位計在聚烯烴汙水池內的改革運用

          作者: 起源: 宣布時光:2020-05-09 13:42:24

           摘 要 :某煤化工聚烯烴裝配汙水池原設計爲 E+H 雷達液位計,因為池內有大批泡沫和水蒸汽,泡沫會使雷達波旌旗燈號產生散射而喪失能量,水蒸汽會使雷達波旌旗燈號衰減,招致雷達液位計丈量湧現較大誤差。將聚烯烴裝配汙水池的雷達液位計停止改革,改用其它品牌的導波雷達液位計停止丈量。導波雷達液位計具有穩固性強、應用工況龐雜、對蒸汽、霧氣和泡沫有很強的克制才能,無需帶料調試,應用壽命長等長處,完全處理汙水池液位丈量誤差大、夏季湧現虛偽液位的景象,從而下降了儀表設備的保護率,進步了儀表設備的應用性和穩固性,包管裝配歷久安穩運轉。

           
          引言
                   在古代石油化工和煤化工臨盆過程當中,汙水排放和管理成爲環保系統的主要環節,爲了下降汙水排放量,削減企業本錢,精確靠得住地丈量汙水液位,完成主動化掌握,汙水池液位檢測技術在化工企業中顯得愈來愈主要。液位的丈量方法許多,針對分歧的丈量道理,有靜壓式、恒浮力式、變浮力式、超聲波式、雷達式等幾種經常使用液位計。雷達液位計是采取雷達波技術停止丈量的物位檢測儀表,它作爲一種非接觸式的物位儀表,普遍運用于化工行業中,特別是汙水液位檢測體系中。
           
                   某煤化工聚烯烴裝配共有 4 個汙水池,分離是聚乙烯精制雨排水汙水池、聚乙烯造粒汙水池、聚丙烯收受接管雨排水汙水池、聚丙烯造粒汙水池,汙水池深度均爲 6m,汙水溫度爲 20℃~ 40℃。精制區汙水池重要爲雨排水,在夏季爲避免汙水結冰,會通入蒸汽停止加熱 ;造粒外汙水池爲擠壓機地排水,造粒外汙水池液位太高時,會將汙水導入收受接管精制區汙水池。汙水池原設計裝置的是 4 台 E+H 雷達液位計,此雷達液位計歷久在汙水池液位外面有泡沫、蒸汽、霧氣大的情況下應用,頻仍湧現丈量誤差大、逝世值、滿量程景象,經與多個廠家技術交換,並對其他煤化工企業停止調研後,對汙水池液位計停止改革,清除泡沫和蒸汽冷凝液對液位計的攪擾。
           
          1 雷達液位計道理及特色
                   雷達液位計是一種一體化型儀表,其構造由脈沖發射/ 吸收器、天線、旌旗燈號處置器、顯示報警單位構成,可完成當場顯示和長途傳輸旌旗燈號,準確度高,普遍運用于石油化工、煤化工、水泥等行業中臨盆工況前提卑劣、情況前提較差、易燃易爆場合 [1]。
           
          1.1 雷達液位計的丈量道理
                   雷達液位計采取發射—反射—吸收的任務形式。雷達液位計采取高頻振蕩器作爲雷達波產生器,產生器發生的雷達波用導波管將它引至發射天線並向下輻射。當雷達波碰到被測對象外面,如液體液面時,部門被接收,部門被反射回來,再被天線吸收。經由過程檢測發射波與反射波的時光,再經由液位計內智能處置器停止旌旗燈號縮小、剖析處置盤算,終究得出液位的高度 [2]。
           
                   雷達波從發射到吸收的時光與發射端到液面的高度成反比,關系式以下 :D=C×∆T/2(1)
           
                   式(1)中,D——雷達液位計探頭到液位外面的間隔;C——雷達波流傳速度 300000km/s ;∆T——雷達波從發射到吸收的時光距離。
           
                   如圖 1 中所示,液位高度 H 的表達式爲 :H=L-D(2)
          雷達液位計丈量道理圖
          式(2)中,L——探頭總長度 ;D——雷達液位計探頭到液位外面的間隔 ;H—表現現實液位高度。
           
          1.2 雷達液位計的特色
                   雷達液位計最大的特色是在卑劣前提下功能明顯。不管是有毒介質,照樣腐化性介質,也不管是固體、液體照樣粉塵性、漿狀介質,它都可以停止丈量。在丈量方面,具有以下特色 :
           
                   1)雷達液位計的雷達波具有優越的定向輻射性,在傳輸過程當中受火焰、塵土、煙霧及強光的影響極小,可以用來持續丈量腐化性液體、高粘度液體和有毒液體的液面 [1]。
                   2)雷達液位計采取一體化設計,無可動部件,不接觸介質,不存在機械磨損,應用壽命長。
                   3)丈量精確度不受被測介質的溫度、壓力的影響,可用于低溫、高壓的液位丈量,在易燃、易爆等卑劣的工況下仍能運用。
                   4)丈量規模大,最大的丈量規模可達 0m ~ 100m。
                   5)雷達液位計應用規模廣,從罐體外形方面說,可以對球罐、臥罐、柱形罐、圓柱椎體罐等的液位停止丈量 ;從被測介質方面說,可以對液體、顆粒、漿液等的液位停止丈量。
                   6)雷達液位計具有毛病報警及自診斷功效。依據操作顯示模塊提醒的毛病代碼剖析毛病,實時肯定毛病予以消除,使保護校訂加倍便利、精確,保證儀表的正常運轉。
           
          2 原雷達液位計的設計
          2.1 E+H FMR240雷達液位計
                   某煤化工聚烯烴裝配汙水池液位計原設計爲 FMR240雷達液位計,此型號液位計不受溫度、介質密度的影響,重要用于持續丈量液體及固體粉料、粒料及液體料位的智能物位儀表,實用于防爆風險區域。
           
          2.2 FMR240雷達液位計的缺陷
                   汙水池從頂部究竟部的高度均爲 6m,在年齡夏季,爲避免汙水結冰,還會通入蒸氣停止加熱,汙水池內汙水溫度規模是 20℃~ 40℃,池內會發生大批的水蒸汽,水蒸汽上升到頂端雷達液位計的喇叭口處,會凝聚成大批的水珠,水珠會長時光存留在喇叭口頂真個輻射天線處和喇叭口內壁上。水珠會使發射端收回的雷達波發生大面積的折射,雷達波未按直線偏向輻射至汙水池內,招致液位丈量湧現較大的誤差,當水汽會聚過量時,液位計會湧現滿量程景象,嚴重影響對汙水池液位的掌握。
          E+H FMR240雷達液位計
                   有的汙水池內會有大批泡沫,泡沫會接收和分散雷達旌旗燈號,是以嚴重影響回波的反射乃至沒有回波。當被測介質外面爲稠而厚的泡沫時,丈量誤差較大或沒法丈量。
           
          2.3 雷達液位計發射端喇叭口冷凝液的發生緣由
                   汙水池中的液態水在冰點以上溫度時,壹直息地蒸發成水蒸汽。在嚴寒的夏季,情況溫度低于汙水的溫度,氣化後的水蒸汽在上升過程當中,遇冷空氣會從新液化,即構成了極渺小的水滴,也就是常說的霧氣。當霧氣達到雷達液位計喇叭口處時,喇叭口溫度與情況溫度鄰近,溫渡過低時,會使霧氣持續凝聚,終究構成水珠附著在發射端喇叭口處。當水珠過量時,就構成了大批的冷凝液。
           
          3、VEGAFLEX 61導波雷達液位計
                   介于 FMR240 雷達液位計的缺陷,經與多個廠家技術交換,並對其他煤化工企業停止調研後,對汙水池液位計停止改革,終究采取 VEGAFLEX 61 系列帶鋼纜的導波雷達液位計,如圖 3 所示。
          VEGAFX 61導波雷達液位計
          3.1 VEGAFLEX 61導波雷達液位計的道理
                   導波雷達液位計異樣是根據發射—反射—接收爲基本停止丈量的,液位計收回的雷達波以光束的情勢沿鋼纜停止流傳。當雷達波碰到被測介質外面時,雷達液位計的部門脈沖被反射構成回波並沿相鋼纜前往至脈沖發射裝配,介質的介電常數越高,反射越明顯 [3]。發射裝配與被測介質外面的間隔與雷達波從發射到吸收的傳導時光成反比,經盤算得出液位高度。
          FMR240雷達液位計技術參數表
          3.2 VEGAFLEX 61導波雷達液位計長處
          VEGAFLEX 61 導波雷達液位計除具有普通雷達液位計的長處外,還具有以下奇特的長處 :
                   1)雷達波沿導波鋼纜流傳,可清除虛偽回波旌旗燈號 [3],對水蒸汽、霧氣和泡沫有很強的克制才能,霧氣和泡沫對丈量無影響。因為雷達波欠亨過空氣流傳,因此霧氣不會惹起旌旗燈號衰減 ;VEGAFLEX 61 的雷達波穿透性極強,泡沫也不會對旌旗燈號停止散射而喪失能量。
                   2)可丈量多種分歧介質。丈量介質包含液體、固體、顆粒及粉料等,且不受介電常數、溫度、壓力及密度等前提變更的影響,可丈量介電常數在 1.4 ~ 100.0(空氣的介電常數是 1.0)的簡直壹切的液體和漿體。
                   3)能耗低。VEGAFLEX 61 導波雷達液位計輸入到導波探頭的旌旗燈號能量異常小,約爲慣例雷達發射能量的 10%,起到節能減排的後果。
                   4)穩固性高。VEGAFLEX 61 導波雷達液位計是比擬成熟的一款儀表,不存在機械部件破壞成績,在應用過程當中能完成免保護的後果。
                   5)調試進程簡略清楚明了,穩固性高,應用壽命長。
           
          3.3、VEGAFLEX 61導波雷達液位計技術請求
                   VEGAFLEX 61 導波雷達液位計與帶喇叭口雷達液位一樣,盤算丈量規模時須要減失落上部丈量盲區和下部丈量盲區,如圖 4 所示。圖 4 中,①代表液位計發射真個基准面(進程接頭的密封面);L 代表丈量探頭總長度 ;E 表現丈量規模 ;N1 表現上部塊間隔(上部丈量盲區);N2 表現下部丈量盲區。
          FLEX61導波雷達液位計丈量規模
                   VEGAFLEX 61 導波雷達液位計與介質接觸的部件采取不鏽鋼材質制成,鋼纜底部重錘長度爲 100mm,直徑爲20mm。因為鋼纜采取不鏽鋼材質,在汙水池中歷久監測不會湧現鏽蝕景象,應用壽命大大晉升。
           
                   鋼纜丈量探頭在運轉時因汙水液位的浮動,會招致鋼纜閣下擺動,對丈量成果形成誤差。是以,在鋼纜重錘下方加裝一法蘭片,重錘下樸直中心有一螺絲口,可以直接與做好的法蘭銜接。
           
                   依據裝置地位和汙水池的深度,盤算鋼纜的長度,停止剪切固定。爲包管液位計在水蒸汽情況下歷久有用地運轉,將液位計裝置在儀表掩護箱內。
           
          3.4 VEGAFLEX 61導波雷達液位計裝置及調試進程
          3.4.1 VEGAFLEX 61雷達液位計的裝置進程
                   1)在撤除原 E+H 液位計前,在機櫃間內對儀表停止斷電處置,將旌旗燈號線正負極分離斷開,以便前期改換完旌旗燈號線落後行絕緣測試。
                   2)VEGAFLEX 61 導波雷達液位計裝置地位避開汙水出口處,聚丙烯收受接管雨排水汙水池、聚丙烯造粒汙水池和聚乙烯造粒汙水池液位計裝置在中央地位 ;聚乙烯精制雨排水汙水池液位計因是露天的,所以液位計裝置在間隔汙水池壁 400mm 處,將探頭四周妨礙物消除,固定儀表掩護箱的支架選用 40mm×40mm 鍍鋅角鋼。
                   3)在導波雷達液位計發射端上方羅紋處裝置 2"、150#法蘭片,保溫箱下方開壹向徑 D=50m 的圓孔,先將導波鋼纜放在中央地位,然後將法蘭片固定在保溫箱內,如許鋼纜不會因接觸保溫箱壁招致丈量誤差。
                   4)改換儀表到接線箱之間的旌旗燈號線,旌旗燈號線采取1mm×2mm×1.5mm 阻燃本安電纜,穿線管選用 DN20 鍍鋅鋼管,鍍鋅鋼管采取羅紋銜接方法銜接。敷設完旌旗燈號線後,用搖表對旌旗燈號線停止絕緣測試,測試電壓 500VDC,測試時光 60s,絕緣電阻應≥ 20MΩ。
                   5)儀表格蘭頭將旌旗燈號線鎖緊,做好防水、防爆辦法,旌旗燈號線進線口處采取向下曲折的方法將過剩旌旗燈號線纏成直徑 D=100mm 的圓圈,如許當水蒸汽落在旌旗燈號線上時,不會沿旌旗燈號線進入儀表外殼內。
                   6)將旌旗燈號線屏障電纜層固定在液位計外殼外部的接地端子上。
                   7) 再次檢討旌旗燈號線銜接無誤、無接地景象後,給儀表送電,啓動液位計。
          VEGAFLEX61導波雷達液位計技術參數
          3.4.2 VEGAFLEX 61導波雷達液位計調試進程
                   1)選擇儀表單元“m”,應工藝請求,在顯示屏顯示值項選擇液位計顯示屏顯示單元爲“%”。
                   2)選擇探頭總長度,探頭總長度既可以手動輸出,也能夠讓傳感器體系主動丈量,如聚丙烯收受接管精制區汙水池深度爲 6m,汙水池頂部混凝土厚度爲 0.2m,保溫箱高度爲0.8m,則需將探頭總長度截成 7m。
                   3)肯定探頭類型,選擇纜式 4mm 重錘型,如圖 5 所示。
                   4)選擇介質類型和介質特征,因為是丈量汙水池液位,所以選擇介電常數> 10 的含水介質,如圖 6 所示。
                   5)選擇液位最大設定值,即汙水池液位爲 100% 時探頭從基准面(進程接頭的密封面)沿鋼纜到液面的間隔,如圖 7 所示。
                   6)選擇液位最小設定值,即汙水池液位爲 0% 是探頭從基准面(進程接頭的密封面)沿鋼纜究竟端重錘的間隔,如圖 8 所示。
                   7)輸出阻尼時光,爲包管儀表趨向圖能膩滑有序,將阻尼時光調劑爲 2s。
                   8)線性化調劑,因為汙水池是立方體構造,汙水池容量與高度成線性關系,因此選擇線性“Linear”。
                   9)對電流輸入方法停止選擇,選擇 4mA ~ 20mA。
                   10) 參 數 設 定 完 成 後, 對 回 路 進 行 調 試, 取 4mA、8mA、12mA、16mA、20mA 5 個點分離停止下行程和下行程調試。
                   11)確認檢討儀表指導無成績,並與 DCS 畫面顯示分歧後,投用儀表,清算現場。
          探頭類型選擇纜式4mm重錘型介質特征選擇含水介質,介電常數>10的液體最大調劑值設置最小調劑值設置
          4 改革後果
                   聚烯烴裝配 4 個汙水池在夏季嚴寒季候,水蒸汽大幅度增長,汙水池外面湧現大批泡沫,招致液位計丈量值湧現誤差大、逝世值、滿量程的景象,改用 VEGAFLEX 61 導波雷達液位計後,經由歷久的視察,再未湧現維修狀態,如圖 9 所示。完整完成免維修目的,使儀表保護任務效力到達了預期後果。
          技改完成後,4台液位計在夏季運轉曲線圖
          5 總結
                   VEGAFLEX 61 導波雷達液位計采取不鏽鋼纜繩探頭,能有用地清除汙水池內霧氣大、水蒸汽大、泡沫多等攪擾身分對液位丈量的影響。在有水蒸汽、霧氣、泡沫、氣泡較多的汙水池和儲罐中應用 VEGAFLEX 61 導波雷達液位計,可以或許有用地削減前期保護率,爲裝配歷久安穩地運轉供給更無力的保證。

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