航天粉煤-雷達物位計使用與操作及其應用

雷達液位計是*的雷達式物位測量儀表，測量距離大20米，可以用于存儲罐、中間緩沖罐或過程容器的物位測量，輸出4…20mA模擬信號。

雷達料位計是利用電磁波的特殊性能來進行測量的一種高精度料位測量儀表,具有測量精確、效率高、安裝簡單等特點。本文介紹了雷達料位計在粉煤加壓氣化裝置中的應用、測量原理、常見問題及解決方法。

 火力發(fā)電廠原煤倉中的料位高度是考核煤場上料作業(yè)量的主要依據(jù).但在實際使用中,由于安裝缺陷,會造成原煤倉中料位計計數(shù)不準確.根據(jù)電廠的實際環(huán)境和運行情況,選擇了要求的LR260雷達料位計,并根據(jù)實際操作經(jīng)驗,對該料位計的安裝位置進行優(yōu)化改進,大大提高了料位計的計量準確度,既保證了原煤倉的正常工作,又降低了料位計的維護工作量,使料位計工作穩(wěn)定,拆卸方便,建議在電廠中推廣使用.雷達料位計是利用電磁波的特殊性能來進行測量的一種高精度料位測量儀表,具有測量精確、效率高、安裝簡單等特點。本文介紹了雷達料位計在粉煤加壓氣化裝置中的應用、測量原理、常見問題及解決方法。

雷達液位計特點：

（1）雷達物位計采用了高達26GHZ 的發(fā)射頻率，因而具有：—波束角小，能量集中，具有更強抗*力，大大提高了測量精度和可靠性；

（2）—天線尺寸小，便于安裝和加裝防塵罩等天線防護裝置；—測量盲區(qū)更小，對于小罐測量也會取得良好的效果；

（3）—波長更短，對小顆粒物質(zhì)的料位測量更適合。

—采用了*的微處理器和*的EchoDiscovery 回波處理技術，雷達物位計可以應用于各種復雜工況。

（4）—采用脈沖工作方式，雷達物位計發(fā)射功率極低，可安裝于各種金屬、非金屬容器內(nèi)，對人體及環(huán)境均無傷害。

技術參數(shù)：

（1）應　　用：液體，特別適合強腐蝕性液體

（2）大量程：20m

（3）測量精度：±2mm

（4）介質(zhì)溫度：(-40～120) °C

（5）過程壓力：(-0.1～0.3)MPa

（6）頻率范圍：26GHz

（7）信號輸出：(4～20)mA/HART/Modbus

（8）電　　源：兩線制 (DC24v)

         四線制(DC24V)/(AC220v)

（9）現(xiàn)場顯示：標配

（10）外   殼：標配

（11）過程連接：螺紋/法蘭（選配）

航天粉煤-雷達物位計使用與操作及其應用

１　 常用液位計的功能比照

         目前在粉煤加壓氣化項目中常采用的液位計類型次要有：差壓式液位計、雙法蘭式差壓液位計、磁致伸縮液位計、磁翻板液位計、雷達液位計等。這幾種液位計各有特征，都存在著一定的劣勢與缺乏，功能比照后果見表１所列。

２　 液位計的選型與剖析改良

         在停止液位計的選型時，除了要滿足 ＨＧ ／ Ｔ２０５０７ — ２０１４ 《 ＨＧ ／ Ｔ　２０５０７ — ２０１４ 自動化儀表選型設計標準》中有關液位計選型的規(guī)則外，應從以下幾個方面來綜合思索：

         １ ）首先要確定被測介質(zhì)，包括介質(zhì)的類型、形態(tài)、工藝參數(shù)、能否干凈、能否有腐蝕性、能否導電等。

         ２ ）確定被測介質(zhì)所在的容器或設備，包括是敞口還是密閉容器，容器的直徑、長寬高、壁厚、保溫層外形尺寸等，能否可以開孔等。

         ３ ）確定測量要求，包括測量精度、測量范圍、牢靠性、能否參與聯(lián)鎖控制等。

         ４ ）思索經(jīng)濟要素，包括儀表的置辦本錢、裝置費用、臨時運轉維護的費用等。

 粉煤加壓氣化項目中常用液位計的比照

         在實踐項目設計進程中，要依照以上４個步驟綜合思索，完成液位計的合理選型。

２．１　 干凈水液位測量

         在粉煤加壓氣化工藝流程中，冷卻水、冷凝水是潔凈干凈的介質(zhì)，測量該介質(zhì)的液位如無特殊狀況，選用普通的差壓式液位計即可。差壓式液位計是應用流體靜力學原理，經(jīng)過測量流體的壓差來計算出液位的上下，其測量原理如圖 １ 所示。這種辦法簡捷、方便，但是度與波動性不高，而且測量后果遭到介質(zhì)密度的影響，爲滿足測量精度常需求停止補償或采用組合式儀表測量方案。

 差壓液位計測量原理表示

２．１．１　 燒嘴冷卻水罐液位的測量

         關于一些重要的場所，如燒嘴冷卻水罐，由于其液位需求參與聯(lián)鎖控制，在設計時采用３臺差壓液位變送器，并裝備 １ 臺就地顯示的玻璃管液位計或磁翻 板液位 計。 ３ 臺差壓液位 計 “３ 取 中”或“３選２ ”參與聯(lián)鎖順控，就地液位計除了能在現(xiàn)場直觀地顯示出液位外，還與差壓液位變送器檢測的液位值停止互校，進一步保證測量的度。

２．１．２　 汽包液位的測量

         需求特別留意中壓汽包液位的測量，汽包內(nèi)的介質(zhì)主 要 爲 蒸 汽 與 汽 包 水 兩 相，溫 度 高 可 達４５０℃ ，壓力爲 ５．４ＭＰａ 。在以往的設計選型時，爲補償汽包內(nèi)溫度、壓力對測量后果的影響，對普通差壓式液位計加裝了雙室均衡容器。雙室均衡容器差壓式液位計的測量原理：應用 Ｔ 形連通器將汽包內(nèi)的水位發(fā)生的壓力與均衡室內(nèi)構成的參比水柱發(fā)生的壓力停止比擬，從而失掉實踐液位的差壓值。原設計方案是對汽包設置 ２ 組液位測量儀表， １ 組是３ 臺雙室均衡容器差壓式液位計，“ ３ 取中”參與液位控制，“３ 選 ２ ”參與平安聯(lián)鎖；另 １ 組是 ２ 臺磁翻板液位計，對稱裝置在汽包兩側用于就地直觀顯示，并綜合思索項目所在地環(huán)境溫度的影響，對均衡容器、凝汽室、上下引管、連通管均采取必要的保溫伴熱措施。

         這樣的選型設計，雖然可以滿足測量度的要求，但相應添加了置辦本錢，并且依據(jù)項目使用的實踐反應，現(xiàn)場存在走漏點多、裝置與維護較復雜等成績。因而在新的伊泰杭錦旗項目中，由于項目所在地的晝夜溫差較大，夏季環(huán)境溫度極低，改用側裝３臺磁致伸縮式液位計并配磁翻柱顯示器來替代原先的差壓式測量方案。磁致伸縮式液位計次要根據(jù)磁致伸縮原理而任務，任務原理如圖２所示，由傳感器電路沿磁致伸縮線（波導絲）收回電流脈沖，在磁致伸縮線四周構成環(huán)形磁場，當其與浮子內(nèi)的永磁鐵發(fā)生的縱向磁場發(fā)作疊加時，會在浮子地位發(fā)生１ 個改變脈沖回傳至傳感器的探頭。測量起始脈沖

與前往脈沖的工夫差來確定浮子的地位，即液面的地位。磁致伸縮液位計具有精度高、運用壽命長、無需調(diào)零校準、易維護、平安性初等優(yōu)點，但是在裝置時要留意：探測桿要保證垂直，不能折彎；做好接地屏蔽任務，以免電磁攪擾影響測量效果。

 磁致伸縮液位計測量原理表示

２．２　 灰／黑水液位測量

         在粉煤加壓氣化項目中，需求測量黑水介質(zhì)液位的容器次要有：氣化爐激冷室、分解氣洗濯塔、高壓閃蒸罐、高壓閃蒸罐等。觸及灰水介質(zhì)液面測量的設備次要有：灰水槽、渣鎖斗沖洗水罐等。這類介質(zhì)的共同特點是臟污、含有懸浮固體顆粒、黏度高、具有腐蝕性，普通的差壓液位計難以滿足此種介質(zhì)的測量，常采用非間接接觸的測量方式。

２．２．１　 密閉容器

         以氣化爐激冷室與分解氣洗濯塔爲例，依據(jù)實踐工況，其壓力都在４ＭＰａ左右，溫度高達２００℃ ，均爲密閉的容器，對壓力的攪擾比擬敏感，且罐體尺寸較高，所以雷達液位計并不適用。經(jīng)過綜合思索，對這類介質(zhì)選用雙法蘭式差壓液位計并加裝吹掃沖洗安裝的測量方案。同理，由于這兩種設備的液位都是重要的控制與平安聯(lián)鎖信號，所以采取３臺液位計結合測量的方式。

         １ ）雙法蘭式差壓液位計。隔閡密封式差壓液位變送器與普通差壓式液位計相比，可經(jīng)過毛細管來傳導雙法蘭隔離膜片上感測到的壓差，送至變送器再轉換成規(guī)范信號輸入。依據(jù)現(xiàn)場的實踐運用效果，雙法蘭差壓液位計根本可以滿足測量與控制的要求，但是依然存在著一些弊端：

         ａ ）毛細管的長度不能過長，單根普通不超越１０ｍ ，否則在測量時受溫度的影響較大會發(fā)生誤差。而罐體尺寸高度普通都在５ｍ 以上，布置裝置變送器時需求慎重思索以免單側毛細管過長。

         ｂ ）毛細管內(nèi)填充液受環(huán)境溫度的影響，關于有溫度及晝夜溫差較大的地域，如內(nèi)蒙古等，還要思索對毛細管的保溫。

         ｃ ）對膜片的材質(zhì)要求較高。爲避免腐蝕與氫脆景象，需求選用 ３１６Ｌ 鍍金膜片，本錢較高。同時由于介質(zhì)的易堆積性，在加裝沖洗吹掃安裝后，依然需求活期清算改換膜片，以保證測量精度。

         ２ ）改良的電子遠傳液位變送器。在后續(xù)的項目中采用改良的電子遠傳液位變送器，其測量原理如圖３所示。該種電子遠傳液位變送器取消了傳統(tǒng)的毛細管引壓方式，運用主、副２個壓力傳感器，辨別裝置于容器的底部與上方，用來測量上下壓側的壓力。 ２個壓力傳感器以 ＣＡＮ總線的方式銜接到一同，并且將副傳感器接納到的壓力信號傳至主傳感器中停止差壓計算，計算完成后轉換成規(guī)范的４～２０ｍＡ信號輸入。

  電子遠傳液位變送器測量原理表示

         目前在伊泰杭錦旗項目上運用了該種設計方案，采用羅斯蒙特 ３０５１ＳＥＲＳ 電子遠傳變送器零碎，２ 個 ３０５１ＳＡＭ 壓力變送器加上 １１９９ 系列密封零碎。它的劣勢在于：

         ａ ）取消了導壓管與毛細管，不需求再停止額定的保溫伴熱措施，簡化了設備的裝置，增加了安裝的“跑、冒、滴、漏”景象，降低了現(xiàn)場儀表的維護任務量，片面進步了整個安裝的環(huán)保質(zhì)量。

         ｂ ）采用電子遠傳零碎，運用ＣＡＮ 總線替代了傳統(tǒng)的機械管路，延長了呼應工夫，增加了測量誤差的積聚，并且測量后果不再遭到環(huán)境溫度的影響，保證了測量的性與波動性。

         ｃ ）不需求停止零點遷移計算。

         ｄ ）電子遠傳液位變送器零碎除了液位計算之外，還提供額定的進程優(yōu)化控制信息，如來自每個壓力傳感器讀數(shù)的實時拜訪和液位或體積測量的比例輸入等，進步了儀表的可用性。

２．２．２　 敞口容器

         當測量敞口容器臟污介質(zhì)的液位時，宜選用非接觸的雷達液位計。雷達液位計是基于電磁波反射原理來測量液位，經(jīng)過向液面發(fā)射電磁波并接納反射回波，經(jīng)過檢測發(fā)射波與前往波的時差或頻率差來計算出液面的高度。雷達液位計次要分爲兩大類：發(fā)射固定頻率電磁波的脈沖型雷達液位計；發(fā)射延續(xù)波的延續(xù)調(diào)頻式雷達液位計。脈沖式雷達液位計根據(jù)構造的不同又可以分爲兩種：天線型和導波型。天線型雷達液位計采用天線發(fā)射電磁波，而導波型雷達液位計則經(jīng)過桿式或纜式導波管來發(fā)射電磁波。在停止雷達液位計的選型時，需求針對不同的實踐工況擇優(yōu)選取合適的雷達液位計類型。

         粉煤加壓氣化項目中，沉渣池爲典型的敞口常壓容器，在停止液位計的選型時，由于介質(zhì)是臟污懸濁的渣水，爲防止與介質(zhì)接觸，選用天線式的脈沖型雷達液位計。天線的方式選擇喇叭口式，喇叭口式的天線啟齒尺寸較小且聚集效果好，是目前常采用的天線方式，在容器頂部法蘭裝置。

３　 完畢語

         雖然液位計的品種復雜多樣，測量原理各有所長，測量精度、運用壽命與便捷水平都在逐步加強，但是并沒有的液位計，都有其本身的優(yōu)缺陷及適用的范圍。在實踐運用中，需求嚴密聯(lián)絡項目實踐條件，依據(jù)不同的工況環(huán)境、測量要求等，綜合液位計本身的特點與適用性，并結合現(xiàn)場實踐使用經(jīng)歷與效果，合理選擇性價比高的液位計。