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雷達物位計在煤化工領域內的應用優勢和維護措施

作者:劉? 威 來源:安徽六國化工股份有限公司氮肥廠電議部 發布時間:2022-02-17 11:30:31

 摘要 :就當前我國煤化工生產作業來看,要想切實保證其中的系統處于安全穩定狀態下運行,其中必需要進行監控的一項參數就是物位。通過對物位進行監控測量,以此對煤化工生產過程中的原料、輔料、中間產品以及成品進行有效的監控和計量。隨著當前科學技術的大力發展,儀表的自動化水平也因此有了很大的提升,再加上當前煤化工生產作業中介質本身具有的復雜性、多樣化特征,在這樣的發展背景下也就對物位檢測在其中的應用需求提出更為嚴格的要求,就此本文基于雷達物位計,以此來探討其在煤化工中的應用和維護措施,以此為相關人士提供有價值的參考。

 
1、雷達物位計的應用原理
從整體上來看雷達物位計,其中發射端天線的作用就是將能夠進行距離測量的窄微波脈沖傳遞出來,通過發射脈沖,能夠以光速的速度傳輸至測量空間中。在測量的過程中,如果脈沖到達需要進行測量介質后,就會在介質的表面進行反射,zui后發射端就會接收被反射后的脈沖能量,通過對脈沖在需要進行測量的空間中運行時間來計算出物位高度信息。通過對此進行專業時間計算后,能夠在zui快時間內實現對物位的精準測量功能。
 
但其中需要特別注意的是,脈沖到達需要進行測量的介質表面后進行反射,脈沖部分返回后很容易產生一種虛假性的信號,為此這就需要運用濾波和微處理技術來處理脈沖信號,zui終獲取到正確脈沖信號,然后進行測量距離的計算。
 
假設測量儀表和物料兩者的距離單位設為 D,一個測量周期單位設為 T,這時候 D 和 T 兩者呈正相關。
即 :C×T/2 = D (1)
在上述關系式(1)中,C 表示的是光速,將整個空罐高度設為 H,物位為 L。
即 :H - D=L (2)
 
就上述關系式(2)來看,將儀表內空罐高度單位設為 H,滿罐高度單位設為 F,以此來設定需要進行測試的介質形式、罐子形狀等相關參數信息,之后通過儀表來進行上述設定參數的匹配計算,使其能夠更好的使用需要測量的環境,并保證可根據相關要求進行模擬量信號輸出。
 
2 雷達物位計的選型及其應用
2.1 高頻非接觸式雷達物位計
在進行原煤、石灰石等一些顆粒狀物料進行測量作業時,一般采用高頻非接觸式雷達物位計進行相應測量,這種雷達物位計具有測量準確、能夠對回波進行準確處理,同時還可以起到排除揮發、結晶、粉塵等一些干擾性因素在其中的影響,在其中需要特別注意的是,在進行物位計安裝過程中,應明確儀表在料倉中安裝所處的位置,這樣做的目的在于盡可能的避開進料口位置,防止因此出現進料虛假信號。
 
2.2 導波型雷達物位計和水滴形高頻雷達物位計
在煤化工生產中,因灰倉需要定期進行進料,在進料前,空倉上方因粉塵比較大,很容易傳達虛假信號,再加上沉積已久的積灰表面狀態相對松軟,在進行信號反射也會存在一定影響,對此可通過選用導波型雷達物位計和水滴形高頻雷達物位計對上述類型的灰倉和液體物位計來進行相應測量。
 
2.3 分體式雷達物位計
在進行煤化工生產作業罐區測量時,對雷達物位計的測量精準性產生影響的主要因素在于需要進行測量的介質介電常數,因此在進行物位計選型過程中,應將被測介質介電常數是否滿足當前雷達物位計測量對其提出的zui小介電常數要求。如果采用接觸式的方式進行測量,應將測量中的攬 / 桿在防腐、防反應等方面的因素考慮其中 ;如果采用接觸式儀表進行測量,則應將儀表在灌頂所處安裝位置考慮其中,應盡可能的避開進料口、氨氣補入口等干擾因素對測量作業正常進行以及測量結果帶來的干擾影響。一般來說,成品罐具有體積大的特征,因此安裝位置在灌頂上方的儀表在檢修維護上存在一定的困難度,因此在進行雷達物位計選型過程中,可選擇分體式儀表進行相應測量 [1]。除此之外,還需要特別注意的是,如果采用接觸式雷達物位計進行測量,其中攬 / 桿也會因液面發生波動而進行擺動,長時間下來,根部連接位置就會因此發生斷裂或者測量信號中斷等情況,因此在進行儀表選型過程中,還要將這部分因素考慮其中。
 
2.4 天線式雷達物位計
對于天線式雷達物位計的選型和應用,一般是根據煤化工生產現場工況來進行相應的天線類型選擇,當前應用比較普遍的天線類型就是喇叭口天線,這種類型的天線具有聚波性良好的應用優勢,但其也有一定缺陷,喇叭口處若存在積水就會對測量結果的準確度產生一定影響,而且這種測量方式也不適用于腐蝕性介質測量中,另外對壓力相對比較高的容器而言,容易引發泄露問題。因此對于這部分可選擇采用平面密封性天線進行測量,比較適用于安裝條件受限場所以及腐蝕性介質測量中。
 
2.5 二 / 四線制儀表
在進行現場液位參與連鎖控制監測時,運用二線制儀表即可滿足其提出的測量需求 ;但對計量精度要求相對比較高或參與交易的可選擇四線制儀表進行測量,其中供電和信號電纜兩者處于分開狀態下使用?;谝陨?,在選用分體式儀表進行測量時,可結合測量現場實際來確定信號電纜長度,若距離過長會導致信號出現衰減情況,當前市場中應用比較普遍的供電形式主要有 24 V和 220 V,在進行選擇時可根據現場對防爆、安裝距離以及精度等方面提出的相關要求來使用,其中適用于遠距離傳輸的是 220 V 供電。
 
3 雷達物位計在煤化工應用中的維護措施
3.1 電源板或接線端子燒壞
對于這部分故障問題主要考慮以下方面內容:其一,供電電源運行存在不穩定,對此可借助電源檢測儀對其在某一段周期中電壓波動情況進行測量,以此來分析電源電壓輸出情況是否處于穩定狀態 ;其二,對儀表所處安裝環境的附近是否有大功率電器設備或變頻器處于運行狀態,如果有,會對儀表在模擬量輸出時帶來干擾影響,也會對線路帶來相應影響 ;其三,若測量所處環境灰塵相對比較大,就會導致端子間出現電源短路情況。
 
3.2 現場儀表與實際物位存在偏差
其一,在進行儀表選型時,應對被測介質介電常數進行嚴格比對,分析是否與選擇的儀表相匹配 ;其二,對儀表安裝位置進行分析,通常情況下,在進行儀表安裝時避免處于罐的正中位置,這主要是因為該位置會出現大量艙壁對探測波產生的多重反射,從而出現高能虛假回波,這種情況下,儀表對回波數據的分析準確性也會大打折扣,導致探測誤差擴大 [2] ;其三,進入菜單模式對其中各項參數是否符合要求進行檢查 ;其四,若條件允許,通過連接法蘭對測量元件進行檢查,主要檢查的是喇叭口處是否存在凝結水滴、雷達天線上是否存在其他物質附在其中,如果存在應采用柔軟材料對其進行相應處理。
 
3.3 儀表測量數據波動比較頻繁
對于數據波動頻繁的原因主要在于通信 PC 機,因通信 PC 機在使用過程中需要獲取儀表過去測量的數據信息,使得儀表對虛假信號的濾波功能隨之增強,從而出現測量數據波動頻繁現象 ;另外,如果罐中存在攪拌器、隔離擋板等設施,正處于物位計測量所處的信號范圍內情況下,也會帶來一定的干擾反射波對測量結果準確度產生影響。
 
3.4 做好儀表密封防塵作業
在進行煤化工生產作業中,對于煤倉、灰倉等一些粉塵相對比較大的作業場所而言,應給予儀表密封防塵工作高度重視,雖然很多儀表本身具有非常高的防護等級,但在實際應用中因人為方面的原因,使得粉塵、水汽等物質進入其中,導致儀表線路出現短接或者電路板受到潮濕影響,以上情況都會導致儀表無法正常使用。另外,對于測量過程中容易揮發和結晶的介質而言,應采取有效措施增大對儀表的維護工作頻率,多次對元件運行狀態進行檢查,若條件允許情況下,可通過在連接法蘭位置開孔引入反吹氣,這樣做能夠避免天線部位發生結晶 ;另外,在進行反吹氣管線的同時,還可將過濾減壓閥設置其中,這樣做的目的在于促使反吹氣壓力比被測空間壓力大,起到避免天線部位出現結晶物質附在其中,降低誤差。
 
4 結語
綜上所述,就雷達物位計而言,因其是由電子元件和天線組合而成的,其中沒有動態性組成部件,因此很少在使用期間發生故障問題,正因其在測量中的應用可靠性、便捷性等優勢,被廣泛用于煤化工領域中,是進行物位測量中的所使用重要儀表,隨著產品的不斷創新和完善,其中更多功能也隨之得到改進,能夠為我國更多領域的發展提供相應的服務。

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