雷达液位计应用探析

　　0　引言

　　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,根据介质和现场条件的不同,各具优、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80万吨碱液调配、平盘、脱硅等工序大量使用雷达液位计用于液位监测。

　　就雷达液位计在我公司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。

　　1　影响仪表工作可靠性的原因

　　1.1　工艺过程特性

　　氧化铝流程的各种料浆均以水为载体,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存在许多不利因素,主要有: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)许多料浆粘稠易结疤;3)多下料口;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。

　　1.2　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。一个典型储槽中的回波分布如图1所示。

　　包络线是描述容器内雷达反射波分布与强度的曲线,由图右侧的包络线能够很直观的看到。储罐内的温度元件、搅拌叶片和加热管产生了较强的干扰回波,将会使仪表难于辩识正确的测量回波。

　　2　常见故障及解决方法

　　2.1　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,因此空罐高度必须准确无误才能保证测量准确可靠。比如拱顶槽,有的生产人员提供的高度是槽直筒段的高度,如果照此设定,将使测量值偏低,会发生在较低显示值时冒槽的情况。再比如锥底槽,有的操作人员提供的是锥底到槽顶的真实数据,而有的则习惯称槽顶至地面的距离,因此在标定前必须实地测量,以取得真实的数据。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。