某公司某装置中的一只氯化铵中间槽的顶装雷达液位计在新投用过程中,在正常测量一段时间后,仪表的输出会从正常的液位值突变为ZUI大液位值输出,经查是假液位输出。用手操器检查各项设置均为正确,我们只有待工艺**将液位计做好安全交出措施后,拆开雷达液位计的安装法兰发现雷达的探头发生体上积聚了大量的水珠状的介质冷凝液,将冷凝液用干布擦净后装回,仪表输出为正常液位。以上故障现象的频率不ー,ZUI长的一周出现一次,短则**出现次。从以上分析,根据雷达的测量原理,我们不难解释:随着冷凝液慢慢在探头发生体上积聚到一定的程度形成大量的水珠状时,雷达发出的测量波被水珠转化为返回波,因而出现为突变的ZUI大假液位。至于故障的频率不一,决定于储槽介质的多少和控制温度的高低而直接影响到介质的蒸发量,所以冷凝液的多少影响了故障出现的周期。
1.雷达液位计的测量原理
雷达液位计是通过脉冲测量到液体表面的距离该雷达脉冲来自于储罐顶部的天线)。当雷达脉冲抵达具有不同介电常数的介质时,部分能量被反射回变送器,发射脉沖与反射脉冲的时间差与距离成正比,由此可计算出液体的液位。
2.现状分析
针对以上问题,我们首先考虑用雷达这种非接触式测量液位的方法是否恰当。设计选型时,考虑该液体具有很强的腐蚀性,液体中会有较多的固体氯化铵结品,该结晶会粘附在所有的接触式测量的液位传感器上,因而否定了所有接触式测量的插入式差压液位计、浮筒液位计、电容液位计或导波雷达液位计的应用。而只有通过非接触式测量的方式能够满足液位测量,根据工艺条件,我们选择了知名的高频率雷达液位变送器,采用的是PIFE材质的过程密封天线,有效地满足高腐蚀介质的非接触测量。针对前面提到的由于工艺介质控制需要对液体升温而产生的介质冷凝液会不定期地凝结在雷达的探头发生体上,造成的假液位。
3.改进方法
经过几次的故障处理,只要将雷达探头发生体上积聚的水珠状冷凝液消除即可排除故障。为此,我们想到了定时用纯净的仪用空气通入雷达探头发生体上将冷凝液吹掉,详见图1所示。在原来的变送器法兰与液位安装法兰之间,新増一只PP材质的法兰(法兰内径与液位安装法兰一致),在该法兰端面钻直径4mm的孔在法兰内壁倒钻与4mm孔成一定夹角的通孔),如图1所示,使得仪用空气垂直吹在雷达探头表面,并带走积聚在雷达探头大量的介质冷凝液,从而有效地消除故障。为ZUI大限度地吹浄冷凝液,钻吹扫孔时,需在原孔的对面再按以上方法钻另一个吹扫孔,使得雷达探头上的冷凝液无死角。为实现自动吹扫功能,我们用一只二位三通电磁阀来控制吹扫仪用空气的通断,而电磁阀的开关信号则通过DCS的DO点由程序控制输出。
4.安装后的调校
按照以上方案与设施安装设施后,将仪用空气通过空气过滤减压阀从6kg压力减压到1kg作为吹扫气,吹扫时间设定为10s,吹扫间隔时间设定为48h(即172800s)。按以上设定运行了两天后的效果来看,中间还是出现过一次故障,我们分别调整空气压力减压到2kg作为吹扫气,吹扫时间设定为15s,吹扫间隔时间设定为24h即86400s)。按以上设定运行了两周,没有出现一次故障。
5.结束语
经过三个月的运行,原来的故障再也没有出现过。因此我们可以肯定:在这种工艺条件下,我们当初设计选择非接触测量高频雷达液位变送器没问题,只要按照以上的实验改进证实方案是可行的,并且大大地降低了检修频率,为工艺连续稳定地控制生产奠定了坚实的基础。今后我们还将对另一只有类似工况的储槽雷达液位计进行改造。
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