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雷達(dá)液位計在罐體的液位測量中的應(yīng)用

發(fā)表時間:2020-10-23 04:10:51 ??點擊次數(shù):1302? 技術(shù)支持:150-5269-2011
雷達(dá)液位計是隨著技術(shù)進(jìn)步和實踐對于測量精度要求逐步提高而應(yīng)運而生的,目前在煤化工裝置中有存在著各類儲罐、球罐、緩沖罐,罐體中的液體、漿料、顆粒物等形態(tài)各異,傳統(tǒng)的物位測量技術(shù)已經(jīng)無法勝任的情況下,迫切需要一種不受溫度、壓力、形態(tài)影響的物位測量儀表的出現(xiàn),雷達(dá)物位計,雷達(dá)液位計,這種基于時間行程原理的測量儀表,因為其與眾不同的測量持點和優(yōu)異性能,在投入應(yīng)用后,不僅實現(xiàn)了測量,簡化了工藝流程,大大提高了效率,在工業(yè)的物位測量中發(fā)揮著重要的作用。本文主要針對于雷達(dá)液位計的原理、類型、特點,及在項目中的選型與應(yīng)用作簡要說明與介紹。
  
 
  1 雷達(dá)液位計
  1.1 測量原理
  雷達(dá)液位計采用發(fā)å°„—反射—接收的工作模式。雷達(dá)液位計的天線發(fā)射出電磁波,這些波經(jÄ«ng)被測對象表面反射后,再被天線接收,電磁波從發(fā)射到接收的時間與到液面的距離成正比,關(guān)系式如下:
  D=CT/2
  式中D——雷達(dá)液位計到液面的距離;
  C——光速;
  T——電磁波運行時間。
  雷達(dá)液位計記錄脈沖波經(jīng)歷的時間,而電磁波的傳輸速度為常數(shù),則可算出液面到雷達(dá)天線的距離,從而知道液面的液位。
在實際運用中,雷達(dá)液位計有兩種方式即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計,功耗大,須采用四線制,電子電路復(fù)雜。而采用脈沖波技術(shù)的液位計,功耗低,可用二線制的24V DC供電,容易實現(xiàn)本質(zhì)安全,精確度高,適用范圍更廣。
 
  1.2 接觸式雷達(dá)液位計
接觸式雷達(dá)液位計也叫導(dǎo)波雷達(dá)液位計,分桿式和纜式,由導(dǎo)波桿(纜)傳輸微波脈沖,主要用于液體或固體的液位和界面測量,適用于較廣范圍的溫度和壓力要求,不受介質(zhì)特性的影響,例如:密度、粘度、電導(dǎo)率、粉塵等。
 
å°Ž(dÇŽo)波雷達(dá)液位計通過導(dÇŽo)波桿引導(dÇŽo)低功率、納秒級微波脈沖,進(jìn)行液位物位測量。對于液體界面位置,當(dāng)微波脈沖*一次抵達(dá)上層介質(zhì)表面時,延導(dÇŽo)波桿反射部分微波回去,未被反射部分繼續(xù)向下到達(dá)下層介質(zhì)表面,即界面時,也被反射回來。微波脈沖之間的時間差,換算成距離,即可得出總體物位或界面的位置。反射強(qiáng)度取決于被測介質(zhì)的介電常數(shù),介電常數(shù)*高,反射強(qiáng)度*大。因此該系列適用于大多數(shù)液體和固體的液位/物位測量,以及液體界面位置測量,其測量精度高達(dá)±3mm。
 
å°Ž(dÇŽo)波雷達(dá)液位計采用了直接切換技術(shù)(Direct Switch Technology,以下簡稱”DST”),使變送器和接收器之間的信號傳輸實現(xiàn)快速切換,大大降低了傳輸中的信號損失。通過DST技術(shù),可獲得更強(qiáng)的信噪比,對于干擾因素的處理能力也更優(yōu)*,因而可測量范圍能達(dá)到50m,可處理的介質(zhì)介電常數(shù)可低至1.4。該系列同時還采用了導(dÇŽo)波桿末段探測功能(Probe End Projection,以下簡稱”PEP”),提高了低介電常數(shù)和長距離測量的性能,如果信號的表面回波丟失,則使用導(dÇŽo)波桿末端作為參考來計算實際物位。
 
  1.3 非接觸式雷達(dá)液位計
非接觸式雷達(dá)液位計也叫調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)液位計,主要通過調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)測量液位。通過天線發(fā)出的雷達(dá)信號被介質(zhì)表面反射后,天線會自動檢測回波。由于信號頻率是變化的,回波頻率與天線發(fā)出的信號頻率不一致,其頻率差與距介質(zhì)表面的距離成正比,從而精確計算出液位。在復(fù)雜工況下,反射能量會被削弱甚至消耗,因此就需要更高靈敏度的雷達(dá)、*佳天線的類型,以提高反射強(qiáng)度,實現(xiàn)測量需求。四線制非接觸式雷達(dá)液位計,其靈敏度和性能是其雷達(dá)液位計產(chǎn)品中*高的。適合于在液位快速變化、工況條件極端的負(fù)責(zé)反應(yīng)器中測量固體、液位或漿液的物位,適用于高溫高壓環(huán)境。
 
  2 FMTP 項目中的應(yīng)用
  2.1 項目簡介
  中國天辰工程有限公司總承包華亭煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司年處理60萬噸甲醇制20萬噸聚丙烯(FMTP)科技示范項目(以下簡稱”華亭FMTPé …ç›®”)項目選址位于甘肅省平?jÄ«ng)鍪腥A亭縣安口鎮(zhèn)石堡子華亭煤業(yè)集團(tuán)60萬噸煤制甲醇廠區(qÅ«)二期。2.2 FMTP 裝置選型與應(yÄ«ng)用
  FMTP裝置是本項目的主反應(yīng)裝置,根據(jù)工藝要求,三個催化劑儲罐需設(shè)置液位計,實時監(jiān)測催化劑的物位。由于催化劑為固體,而且催化劑罐均為直徑7米,高約23米的大型儲罐,因此初步選型三臺導(dǎo)波纜式雷達(dá)液位計。但是其中兩個催化劑罐內(nèi)分別儲存熱催化劑及廢催化劑,其*高操作溫度可達(dá)400攝氏度,于是*終確定這兩臺選用5601型非接觸式雷達(dá)液位計,而常溫狀態(tài)的催化劑儲罐則選擇用5302型導(dǎo)波纜式雷達(dá)液位計。
本裝置區(qū)內(nèi)甲醇進(jìn)料罐,根據(jù)工藝要求要設(shè)置液位計,考慮介質(zhì)為常溫常壓下的甲醇液體,故綜合考慮選用導(dǎo)波桿式雷達(dá)液位計。
 
  2.3 PP 裝置選型與應(yīng)用
本裝置區(qū)主要為聚丙烯合成裝置,根據(jù)工藝包商魯姆斯Novolen的工藝要求,共有5臺設(shè)備需設(shè)置導(dǎo)波雷達(dá)液位計。其中2臺緩沖罐內(nèi)介質(zhì)為常溫常壓的液體,故選用5301型導(dǎo)波桿式雷達(dá)液位計。另外3臺粉料手機(jī)罐內(nèi)介質(zhì)為聚丙烯粉末顆粒,故選用導(dǎo)波纜式更為合適,即5302型。
 
  2.4 球罐區(qū)選型與應(yīng)用
球罐內(nèi)介質(zhì)基本上均為常溫狀態(tài)下單一介質(zhì)液體,因此本項目球罐均選用5301型導(dǎo)波桿式雷達(dá)液位計,用于測量球罐內(nèi)的液位。
 
  3 結(jié)語
  通過華亭FMTP項目,初次接觸了雷達(dá)液位計在煤化工項目中的選型與應(yīng)用,。雷達(dá)液位計以其高度準(zhǔn)確、可靠的直接測量技術(shù),及無需補償、無活動部件、無需校準(zhǔn)的簡潔精確設(shè)計,相信會在煤化工行業(yè)的物位及界面測量中,扮演*來*重要的角色。
 

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