導(dǎo)波雷達(dá)液位計的原理/特點(diǎn)/選型/安裝要求

概述

蒸汽汽包是石油化工，發(fā)電等工業(yè)過程中的重要設(shè)備，保持液位穩(wěn)定是保證汽包安全運(yùn)行的重要條件。帶氣象補(bǔ)償?shù)膶?dǎo)波雷達(dá)液位計克服了差壓液位計，浮筒液位計，電接點(diǎn)液位計的缺點(diǎn)，維護(hù)量小，測量準(zhǔn)確可靠。

汽包液位測量的現(xiàn)狀

目前，從汽包液位測量的基本原來來看，廣泛使用的主要是基于連通器式和壓差式兩種原理。汽包液位測量的儀表主要有差壓液位計，浮筒液位計和導(dǎo)波雷達(dá)液位計等儀表。

1. 差壓汽包液位計。差壓式汽包液位計測量原理是通過吧液位高度的變化轉(zhuǎn)化成差壓的變化來測量液位計，這種轉(zhuǎn)換是通過平衡容器形成殘幣水柱實(shí)現(xiàn)的，其準(zhǔn)確測量液位計的關(guān)鍵是液位與差壓之間的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換。差壓汽包液位計的有點(diǎn)事精度和穩(wěn)定性高，運(yùn)行中故障率低，維護(hù)量小，但這種測量方式的誤差與汽包壓力和參比水煮溫度有關(guān)，需要進(jìn)行汽包夜里校準(zhǔn)，且補(bǔ)償計算復(fù)雜，此外還應(yīng)考慮平衡容器溫度變化造成的影響。

2. 浮筒液位計。浮筒液位計是基于浮力原理工作的。當(dāng)液位計在0位時，扭力管受到浮筒中立產(chǎn)生的扭力矩最大，扭力管轉(zhuǎn)角處于0°。當(dāng)液位逐漸上升至最高時，扭力管受到浮力產(chǎn)生扭力矩，轉(zhuǎn)過一個角度，變送器將該角度轉(zhuǎn)換成4~20MA直流信號，該信號正比于被測量液位。這種測量方式介質(zhì)的密度變化會對測量精度造成影響，受到機(jī)械振動也會造成讀數(shù)不準(zhǔn)確。

3. 電接點(diǎn)液位計。電接點(diǎn)液位計屬于連通管液位計，原理是利用在鍋爐水腫的電極對筒體阻抗小而在蒸汽中的電極對筒體的阻抗大的特性來測量液位。高壓鍋爐的鍋爐水電導(dǎo)率一般要比飽和蒸汽的電導(dǎo)率大數(shù)萬到數(shù)十萬倍，因而電接點(diǎn)街違紀(jì)指示值受氣包壓力變化的影響較小，能方便的遠(yuǎn)傳液位信號。但是有取樣傳感器可靠性差，電機(jī)機(jī)械密封易泄露，電極使用壽命短，指示不連續(xù)，維護(hù)量大的缺點(diǎn)。

綜上所述，由于汽包液位測量對象的復(fù)雜性，實(shí)際運(yùn)行中的不確定因素和較大的測量誤差，導(dǎo)致汽包液位計的測量常有較大的偏差。導(dǎo)波雷達(dá)液位計測量是一種全新的測量技術(shù)，克服了差壓式，浮筒式，電接點(diǎn)等液位測量儀表的缺點(diǎn)，完全滿足汽包液位測量的需求。

導(dǎo)波雷達(dá)液位計測量原理及特點(diǎn)

1. 測量原理。導(dǎo)波雷達(dá)液位計是依據(jù)反射原理為基礎(chǔ)的雷達(dá)液位計，電磁脈沖信號以光速沿鋼纜傳播，當(dāng)遇到被測介質(zhì)時，雷達(dá)液位計的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置，發(fā)射裝置與被測介質(zhì)表面的距離同脈沖在其間的傳播時間成正比，經(jīng)計算得出液位高度。

2. 特點(diǎn)。導(dǎo)波雷達(dá)液位計的優(yōu)點(diǎn)是信號穩(wěn)定，測量不受液體密度和電氣特性影響，測量精確，測量與調(diào)校方便，安裝成本低且維護(hù)方便。

3. 導(dǎo)波雷達(dá)液位計的選型及安裝要求

選型。導(dǎo)波雷達(dá)液位計是靠傳感器發(fā)射電磁波，因此傳感器的選擇是導(dǎo)波雷達(dá)液位計選型的重要部分。導(dǎo)波雷達(dá)液位計的傳感器有桿式，攬式和同軸式三種類型。通常選用桿式傳感器。當(dāng)測量范圍較大時，由于運(yùn)輸和安裝不變，建議采用攬式傳感器。

安裝。導(dǎo)波雷達(dá)液位計的安裝需考慮安裝要求，容器特性和過程連接等因素。主要安裝方式有以下兩種：頂裝或者側(cè)裝。

導(dǎo)波雷達(dá)液位計兩種安裝方式安裝時應(yīng)注意：安裝時要保證導(dǎo)波雷達(dá)與關(guān)閉需要由適當(dāng)?shù)木嚯x;避免儀表傳感器下方有明顯障礙物，阻礙雷達(dá)波順利達(dá)到被測介質(zhì)表面;不要將導(dǎo)波桿安裝在進(jìn)料口附近;傳感器與設(shè)備底部要有一定距離，不能接觸到罐底。

4. 氣相補(bǔ)償技術(shù)(GPC)。在高溫高壓條件下，電磁波信號在介質(zhì)上方的蒸汽中的傳播速度會降低，此時雷達(dá)測量的液位值將減小。選用帶氣相補(bǔ)償?shù)膶?dǎo)波雷達(dá)，通過氣相補(bǔ)償功能隊(duì)測量值進(jìn)行補(bǔ)償，可以得到一個準(zhǔn)確的實(shí)際液位值。

導(dǎo)波雷達(dá)液位計在汽包液位計測量案例

在某鍋爐裝置的汽包上，汽包是產(chǎn)汽系統(tǒng)的主要部分，利用轉(zhuǎn)化爐煙氣段的高溫?zé)崃亢蜖t出口轉(zhuǎn)化氣高溫余熱，產(chǎn)出10.5MPA高壓蒸汽，一部分作為工藝上的配汽參與反應(yīng)，另一部分外送至高壓蒸汽管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)能的綜合利用，提高裝置的運(yùn)行效率。由于汽包對于鍋爐裝置的重要性，測量汽包液位先后共使用了三種測量儀表：差壓式液位計，普通導(dǎo)波雷達(dá)液位計，帶GPC功能導(dǎo)波雷達(dá)液位計。由下圖可知，通過實(shí)際測量，在高溫時，普通導(dǎo)波雷達(dá)誤差高達(dá)18%，帶GPC時，測量誤差僅為2%，帶GPC功能導(dǎo)波雷達(dá)液位計在高溫下測量數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，真實(shí)。

三種儀表測量數(shù)據(jù)比較

總結(jié)

帶GPC功能導(dǎo)波雷達(dá)液位計在測量高溫高壓的環(huán)境中，各項(xiàng)性能明顯優(yōu)于其他類型的液位計，不受工藝條件的線制，維護(hù)量小，性能可靠。是在汽包液位測量的不二之選。

審核編輯：湯梓紅