雷達(dá)液位計(jì)是依據(jù)時(shí)域反射原理(TDR)為基礎(chǔ)制造的液位計(jì)，它的發(fā)射裝置可以發(fā)射微波脈沖，當(dāng)微波脈沖遇到被測(cè)介質(zhì)表面時(shí)，部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置，發(fā)射裝置與被測(cè)介質(zhì)表面的距離與反射脈沖在其間的傳播時(shí)間成正比，經(jīng)計(jì)算得出液位高度。雷達(dá)液位計(jì)的可靠性、測(cè)量精度都很高，維護(hù)工作量小，很適合在yilak南部地區(qū)等惡劣環(huán)境條件下使用，我們?cè)隰斶~拉油田的電站項(xiàng)目中進(jìn)行了有益的嘗試，取得了較好的應(yīng)用效果。

 

1 雷達(dá)液位計(jì)的選型

          雷達(dá)液位計(jì)的種類繁多，選型時(shí)考慮到被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、密度、粘度及腐蝕性等特性對(duì)其使用性能的影響，因此針對(duì)介質(zhì)在特定工況下的特性選取了天線和表頭。

 

          yilak南部地區(qū)zui高氣溫可達(dá) 58. 8℃，且風(fēng)沙較大，我們選擇的德國(guó)  公司的 PULS62 和FLEX81 雷達(dá)液位計(jì)過(guò)程溫度為 - 40℃ ～200℃，防護(hù)等級(jí)為 IP68，可滿足要求；為了滿足與 DCS 系統(tǒng)的信號(hào)匹配，雷達(dá)液位計(jì)采用 24VDC 供電、4mA～20mA H art 協(xié)議。

 

1. 1  PULS62 雷達(dá)液位計(jì)

          魯邁拉電站的消防水罐高為 15m，原水罐高為13m，內(nèi)部介質(zhì)均為未處理過(guò)的水，堿性大、腐蝕性強(qiáng)，如果選用接觸式雷達(dá)液位計(jì)，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)對(duì)探針進(jìn)行腐蝕，且容易結(jié)垢；另外如果選用接觸式雷達(dá)液位計(jì)，則需要采用 13m 長(zhǎng)和 15m 長(zhǎng)的探針，探針直徑為Φ8，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，長(zhǎng)度超過(guò) 6m 的探針則易受水流波動(dòng)影響，干擾測(cè)量信號(hào)；PULS62 非接觸式雷達(dá)液位計(jì)是通過(guò)天線發(fā)射并接收微波脈沖，因此我們選用PULS62 雷達(dá)液位計(jì)用于消防水罐和原水罐的液位測(cè)量。

 

1. 2 FLEX81 雷達(dá)液位計(jì)

          魯邁拉電站裝置的燃料氣分液罐、火炬分液罐、凝液罐等設(shè)備體積小，且高度均不超過(guò) 6m，設(shè)備內(nèi)液態(tài)介質(zhì)均為烴凝析液。綜合考慮了以上特點(diǎn)，選用 FLEX81 雷達(dá)液位計(jì)用于測(cè)量燃料氣分液罐、火炬分液罐、凝液罐等設(shè)備的液位。FLEX81 為接觸式導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)，它是通過(guò)一根探針發(fā)送微波脈沖來(lái)測(cè)量物位的。探針和被測(cè)介質(zhì)接觸，可提高雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量精度，并且介質(zhì)密度的變化、介質(zhì)顆粒大小的變化、甚至液化都不會(huì)影響其測(cè)量精度。

 

2 安裝調(diào)試

          為達(dá)到高精度、無(wú)故障地測(cè)量介質(zhì)的液位，正確安裝雷達(dá)液位計(jì)十分關(guān)鍵。雷達(dá)液位計(jì)能否正確的測(cè)量液位，依賴于反射波的信號(hào)。如果在所選擇的安裝位置，液面不能將微波反射回雷達(dá)液位計(jì)或在信號(hào)波的范圍內(nèi)有干擾物反射干擾波給雷達(dá)液位計(jì)，雷達(dá)液位計(jì)就不能正確反映實(shí)際液位，因此安裝位置對(duì)雷達(dá)液位計(jì)十分重要。

 

2. 1 儀表安裝

2. 1. 1 垂直度

          液位計(jì)中軸線對(duì)儲(chǔ)罐中心線的垂直度不同，其發(fā)射波和反射波的行程也不同，測(cè)量精度也會(huì)受到影響。安裝時(shí)將液位計(jì)法蘭安裝在儲(chǔ)罐噴嘴上，再利用水準(zhǔn)儀調(diào)整變送器的垂直度，使其偏差不超過(guò) 1. 5°。

 

2. 1. 2 自由空間

          在雷達(dá)液位計(jì)的波束范圍內(nèi)從罐頂?shù)綔y(cè)量零點(diǎn)之間的空間即為自由空間。如果自由空間范圍內(nèi)有任何障礙，如結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋及直徑大于 2”的管道等，會(huì)對(duì)雷達(dá)波產(chǎn)生干擾，影響測(cè)量效果。安裝前對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)的自由空間進(jìn)行檢查，排除一切可能影響測(cè)量精度的障礙物。

          FLEX81 雷達(dá)液位計(jì)安裝時(shí)距離金屬罐壁至少 300mm 的距離，與非金屬罐壁的距離則至少為500mm，PULS62 雷達(dá)液位計(jì)安裝時(shí)距離罐壁的zui小距離為 200mm，安裝前對(duì)所有設(shè)備上的噴嘴進(jìn)行復(fù)查，確保滿足間距要求。尤其注意的是不能將雷達(dá)液位計(jì)安裝在進(jìn)料口處 （如圖 1），會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量數(shù)

 

2. 1. 3 噴嘴

          PULS62 的噴嘴安裝應(yīng)滿足圖 2 的要求；FLEX81 的噴嘴安裝應(yīng)滿足圖 3 的要求。

2. 1. 4 探針

          FLEX81 為接觸式雷達(dá)液位計(jì)，其測(cè)量元件是棒狀探針，為了減少結(jié)垢對(duì)探針的影響，安裝時(shí)在探針上加了防護(hù)罩，安裝防護(hù)罩后不僅可以固定探針，防止由于水流對(duì)探針的沖擊產(chǎn)生信號(hào)波動(dòng)，還能減少結(jié)垢對(duì)其測(cè)量的影響，對(duì)液位計(jì)投產(chǎn)后的檢維修起到了很大的幫助。

 

2. 1. 5 遮陽(yáng)罩

yilak夏季太陽(yáng)輻射強(qiáng)，地表直射溫度也達(dá)到60℃~70℃，長(zhǎng)期的陽(yáng)光直射會(huì)損壞顯示屏，使其出現(xiàn)顯示模糊、屏幕閃爍的情況，為了防止太陽(yáng)對(duì)顯示屏的直射，在液位計(jì)的 LCD 顯示屏上方安裝了遮陽(yáng)罩，起到了很好的保護(hù)作用（見(jiàn)圖 4）。

2. 2 儀表線路安裝

儀表電纜為 2*1. 5mm2 阻燃帶屏蔽的鎧裝電纜，電纜進(jìn)設(shè)備采用防爆鎧裝格蘭固定、密封，格蘭配帶接地環(huán)，保護(hù)地通過(guò) 6mm2 黃綠接地線壓端子和接地環(huán)栓接。設(shè)備內(nèi)，儀表電纜按白正、黑負(fù)的原則分別與設(shè)備接線柱的正負(fù)相接，屏蔽懸空。

 

2. 3 儀表調(diào)試

          雷達(dá)液位計(jì)雖然是高精密儀器，但是長(zhǎng)時(shí)間在高溫、風(fēng)沙、強(qiáng)堿的條件下運(yùn)行也會(huì)存在一定的系統(tǒng)誤差和故障。在調(diào)試過(guò)程中主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

 

2. 3. 1 參照高度隨溫度變化引起液位誤差

          靜壓力、溫度的改變及罐底板的升降都會(huì)引起參照高度的變化，導(dǎo)致無(wú)法預(yù)料的液位測(cè)量誤差，這種誤差是“測(cè)空法”測(cè)量方式所特有的，也是人工檢尺和基于測(cè)空法原理的雷達(dá)液位計(jì)所無(wú)法克服的。尤其是在zui高氣溫達(dá) 58. 8℃、zui低氣溫至 0℃的氣候下，由于物體熱脹冷縮的特性，引起參照物高度的變化。因此每當(dāng)換季時(shí)，要根據(jù)溫度的變化針對(duì)參照標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，對(duì)液位計(jì)重新進(jìn)行標(biāo)定。

 

2. 3. 2 探針長(zhǎng)時(shí)間結(jié)垢引起故障

          由于水質(zhì)差、雜質(zhì)多、堿性大，長(zhǎng)時(shí)間的工況條件下會(huì)使發(fā)射電極結(jié)垢，阻礙微波的發(fā)射。我們根據(jù)理論分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作，發(fā)現(xiàn)只要每半年對(duì)雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行一次檢查和清理即可保證液位計(jì)的各項(xiàng)工作指標(biāo)要求。

 

3 結(jié)束語(yǔ)

          雷達(dá)液位計(jì)的良好應(yīng)用對(duì)液位的準(zhǔn)確計(jì)量甚為關(guān)鍵，尤其是在環(huán)境條件惡劣的yilak南部地區(qū)，雷達(dá)液位計(jì)的耐高溫、耐高壓、抗腐蝕性強(qiáng)、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)給魯邁拉電站的順利輸電提供了強(qiáng)有力的保障。

 

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