Siemens雷达液位计在复杂工况中的测量试验

　　1　引　言

　　SitransLR400作为Siemens雷达物位仪表中的一款高端产品,其优异的性能在水泥、电力、钢铁等行业中被广泛应用并被证实为测量固体介质的选择。但其很少应用在液体测量领域,尤其是化工行业。本文介绍LR400在化工行业液体测量领域中的成功应用。

　　2　工况介绍

　　客户为一家南方的醋酸纤维公司,测量的介质含有醋酸、水、各种矿碴等混合介质,主要特点:粘度大,接近于沥青;有大量蒸汽;压力不到1Bar。以前该客户一直使用双法兰差压变送器来测量罐内的液位,但是由于测量介质粘度很大,因此这种测量方式的维护量很大,而且仪表的使用寿命很短。长期以来,该客户试用了很多物位测量仪表,都无法很好地解决这一难题。

　　基于LR400雷达液位计在沥青的液位测量应用中的很多成功案例的原因,我们向客户推荐了Si2transLR400来解决这一难题。但是,由于其复杂的罐内结构和测量介质的物理特性,无法采用安装导波管等措施来改善测量效果。

　　在这一工况中,最大的问题是其复杂的罐内结构(见图1)。客户希望通过一次试验来确定LR400雷达液位计是否能避开罐内复杂的加热盘管,得到正确的液位测量值。

　　罐高约8m,直径约3m左右,内部有很多复杂的加热盘管结构。罐的底部和中间位置(离罐顶约4m)都有三层呈同心圆形状排列的加热盘管,最大的圆形加热管直径约100 cm,圆形加热管之间的间距约20 cm,上下圆形加热盘管之间还有格栅连接;而且在离罐顶约1~1.5m的中间位置处,有两根上下重叠的横管。

　　3　实验过程

　　客户在之前的试验中发现, LR400的测量停留在中间位置(离罐顶约4m)而无法测量罐的下面。因此安装位置的选择非常重要,利用LR400发射角小的特性避开内部盘管。最后选择近圆心的位置,离圆心58~60 cm的入孔,之所以不选择中心位置,主要是为了避开中间的加热横管形成的固定干扰影响。

　　在入孔上临时安装了LR400后,上电,在稍稍旋转了一个角度后, LR400能测量到自雷达液位计以下约6.8m的目标,用投尺从安装位置测量罐的高度,测得7.7m,也就是说LR400已经“突破”两根横管和第一层的圆形加热盘管的影响,测量到了最底部的盘管。

　　在稍后的注水过程中, LR400在全过程中的表现依然稳定且准确。从PDM全程记录的LR400整个实验过程中的回波图形(见图2)发现,水位的回波信号非常强,能够从回波图形中看到加热盘管的干扰存在,但基本上对水位的回波信号影响不大。

　　4　总结分析

　　(1)LR400的发射角很小,这次使用中采用的型号,只有9度的发射角,可以最大程度地避开固定目标的干扰。而一般型号的雷达发射角在13~20度左右。