传导式雷达液位计在含油废水液位测量方面的应用

　　0　引言

　　工业废水分为含油废水、酸碱废水、含铬废水等多种类型。在冶金企业中,含油废水占了很大的比重。与一般工业水相比,工业废水的性质颇为复杂,不同的废水具有不同的性质特点,对仪表测量设备也提出了不同的要求,在仪表的设计选型中,需特别加以注意。

　　1　存在问题

　　在含油废水处理的工艺流程中,在处理之前,设置一至数座含油废水调节池,一方面由于废水来源不稳定,调节池起着缓冲作用;另一方面,将含油废水在调节池里静置,并通过蒸汽加热,可以使部分乳化液破乳,让油分从水中分离,起到预处理的作用。破乳后的浮油上浮到水面上,形成浮油层,可通过撇油机将之回收利用。

　　在宝钢某冷轧厂的废水处理系统改造项目中,工艺要求对含油废水调节池进行液位测量,并将测量信号送到中央控制室进行监控。通过现场仔细的观察,发现一座含油废水调节池中介质的分布情况可用图1示意。从上至下依次为油沫层、浮油层、含油废水和底部淤积的油泥。浮油和油沫通常有10~20cm厚,较为粘稠,并混有很脏的杂质。

　　这样的介质条件,使得含油废水的液位测量比较困难。现场原先使用的是浮筒式液位计,利用机械传动进行现场指示,信号不能远传,无法满足现在集中控制的需要。而且使用时间一长,经常发生缆绳和滑轮卡死的现象。液位指示也是反向的,即液位高时,指针在下方;液位低时,指针在上方,不符合一般人的视觉习惯。

　　如果使用浮筒式液位计的替代品———侧装式磁性翻板液位计,可以配带远传变送器,将信号传送至中央控制室。但由于同样存在机械传动部件,时间长了,故障率高、维护工作量大的问题仍然得不到解决。对于顶装式磁性翻板液位计,由于量程较大(5m),需在下方安装防止浮筒偏移的栅栏,但油污和杂质会阻止浮筒上下自由运动,使液位测量存在偏差,甚至使浮筒卡住。

　　由于油污的粘附,会使射频导纳液位计产生偏移,无法进行准确测量。水面上厚实的油沫,使超声液位计和一般的非接触式雷达液位计都无法获得可靠的反射信号,从而无法进行测量。池底的淤积的油泥,也会使静压式液位计的探头堵塞。

　　2　测量原理和优点

　　通过对存在问题的分析与研究,在本项目中对含油废水液位的测量,最终选用了传导式雷达液位计。其构造和测量原理如图2所示。

　　雷达式物位计是以时域反射原理为基础进行测量的。时间很短的(一般为1ns)一束低功率雷达脉冲波(A)通过传导杆(钢杆或钢缆)的导向向下发射,以光速沿导体向下传播,雷达波先和废油沫相遇,但几乎没有雷达波被反射。雷达波继续向下传播至浮油层,油脂的介电常数较低(εr=2~3),除一小部分雷达波(B)被反射外,其余波将继续在介质中传播,直至遇到油水的分界面。水的介电常数比油大很多(εr=70~80),几乎为全反射的介质,雷达波几乎全部被反射(C)。介质的介电常数愈高,雷达反射效果愈显著,所以信号C比B要强得多。通过信号过滤处理,计算信号A和C的间隔时间即可得出废水的液面高度。