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雷达液位计应用分析

2018-07-30 14:42:48  

[摘要]本文总结了造成雷达液位计工作不稳定的原因,并根据其在氧化铝生产中的应用情况,对常见问题进行了深入分析,提出了行之有效的解决方法。

氧化铝行业大量使用的液位测量仪表有静压式、重锤式、超声波式、核辐射式等,以上几类液位测量仪表根据介质和现场条件的不同,各具优势,但同样各有缺点。相比之下,由于雷达液位计受介质特性影响小,测量精度高,耐高温高压能力强,采用非接触的测量方式,以及安装使用方便,便于在线维护等优点,在氧化铝行业得到大量应用。以我公司为例,在原料浆制备、蒸发、精制、洗涤、砂状实验线以及八十万吨碱液调配、平盘、脱硅等工序大量使用雷达液位计监测液位。就雷达液位计的实际应用情况来看,效果并不完全尽如人意。在某些场合,因为安装或工艺条件的原因,仪表运行不稳定、测量失准,对于工艺过程控制产生很大的影响。因此,研究雷达液位计测量失准的原因,从根源和使用等方面消除干扰因素,改善测量条件,保障仪表稳定可靠运行,为生产提供可信的控制依据极为重要。

一、影响仪表可靠工作的原因

1.工艺过程特性

氧化铝流程的各种料浆均以水为载体,因此介电常数较大,对微波有很好的反射能力,并且使用雷达液位计的槽罐多为常压,便于不停车维护检修。但工艺的特殊性也使得测量面对许多不利因素,主要有以下特点:

(1)为防止料浆沉积硬结,槽内多有搅拌,并且搅拌使得液面震荡,有时还产生泡沫、旋涡;

(2)许多料浆高固含易、结疤;

(3)多个下料口;

(4)高浓度加热蒸汽;

(5)槽内常有加热盘管、钢梁等阻挡物。上述因素使得仪表的测量条件极为复杂,往往产生较强的干扰回波或导致测量回波丢失,使得仪表测量失真。

2.安装位置

雷达液位计是根据微波在发射———反射———接收这一过程中,时间行程或频率差来进行测量的,因此,仪表理想的使用条件是微波不受任何干扰地到达被测介质液面,但应用中这种要求难以满足。工业槽罐中的下料口、蒸汽加热盘管、搅拌叶片、温度元件、固定钢梁等都会产生干扰回波。

二、常见故障及解决方法

1. 测量值存在误差

故障表现为实际液位和测量值的变化趋势一致,但数值不相等。这是一种常见的、较单纯又容易消除的故障。采用传统的绳测法测量真实的上空距离,如果实测值与仪表显示上空距离相一致,证明仪表本身品质没有问题。由雷达液位计的工作原理可知,实际液位由空罐距离E 减去测量参考点到介质表面的距离D 求得,因而空罐高度必须准确无误才能保证测量准确可靠,所以,在标定前必须实地测量,以取得最真实的数据。如果仪表接入计算机系统,还应检查仪表满量程参数和计算机组态数据是否一致。

2.测量值明显失真

故障表现为液位变化而测量值恒为常数,当储罐排空或将满时仪表保持一个明显的假料位,也或者表现为槽罐内物料将满时显示弹回一个低值。造成这类故障的通常是以下原因:

(1)天线结疤。厚而湿的结疤会对微波产生强烈的反射,使仪表测量值保持一个恒定的高液位值。

(2)料排空时天线或附近的凝聚物产生干扰回波。

(3)物料排空时槽罐内固定组件引起强烈回波。

针对上述情况应采取以下方法进行解决:

(1)仔细清理天线和天线附近的附着物。

(2)激活并合理地设置“窗口抵制”距离。“窗口抑制”也称为“近现场抑制”,此功能用以消除安装法兰焊缝、天线或其附近挂料对测量的影响,是优化测量的一种有效手段。它通过设定近现场抑制距离,仪表将此范围内的回波注册为干扰回波不进行测量。

(3)进行“固定组件回波抑制”。雷达液位计除了由软件智能滤除干扰回波外,还可以通过注册干扰波的方法进行固定组件回波抵制。

(4)槽内物料将满时仪表显示一个较低的料位,是由于液面升高槽内多重回波增加,程序处理时将一束时间行程较长的回波错误地识别为测量回波,从而计算出较大的上空距离。针对这种情况,应修改近现场抑制距离,以消除多重回波的影响。

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