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    浅析导波雷达液位计在电力生产中安装注意事项及故障解决办法

    发表时间:2017-03-15   点击次数:  技术支持:15601403222
        1、本文概述
         随着数字技术的飞速发展,测量仪表的相关技术也在不断进步。在电厂生产过程中,基于不同测量原理的各种类型液位仪表、流量仪表在有着大量的使用,其中液位测量是一个非常关键的参数。目前用来测量液位的方式非常多,雷达液位计就是其中较为普遍的一种,本文就针对于电厂中使用液位计的现状,简要介绍了雷达式液位计的工作原理,以及雷达液位计与雷达导波液位工作方式的不同点,论述了雷达导波液位在电厂生产过程中的实际应用,对遇到问题的处理方法进行了探讨。

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    1.1雷达液位计的工作原理
      雷达液位计采用“发射一反射一接收”的工作模式。其测量原理是:雷达液位计的天线发射出电磁波,这些波经被测对象表面反射后,再被天线接收,电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比,雷达液位计记录脉冲波经历的时间,而电磁波的传播速度为常数,则可计算出液面到雷达天线的距离,从而测得液体的液位。
      (1)偷入
      距离物料表面的距离D与脉冲的时间行程T
      成正比:D=CxTl2(其中C为光速)
      因空罐的距离E已知,则物位L为:L=E一D
      (如图1所示)。

    雷达液位计
      (2)输出
      通过输人空罐高度E(=零点),满罐高度F(=满量程)及一些应用参数来设定,应用参数将自动使仪表适应测量环境,对应于4}20mA输出。
      图1液位测量参数
      1.2雷达导波液位计
      导波雷达物位计的探头发出高频脉冲并沿缆绳、杆式探头传导,当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器,并将距离信号转化成物位信号,从而测得实际液位的高度。
      1.3雷达液位计与雷达导波液位计的区别
      雷达液位计和导波雷达一般情况可以通用,但也有一些区别。根据测量方式,这种雷达导波液位计与前者的不同是利用钢缆传输信号,即需要一种传输介质,而一旦在传输过程中遇到其他阻隔,就会产生误导信号。但从另一方面来说,也避免了前者容易产生回波、虚假波的状况,所以说,这两种液位计各有优缺点。
      以下是两种液位计在工作原理和测量方式的比较(见表1)。

    雷达液位计
      (1)雷达液位计几乎能用于所有液体的液位测量。并且不受槽内液体的密度、浓度等物理特性的影响。
      (2)雷达液位计测量是发出的电磁波能穿过真空,不需要传播介质,不受大气、蒸汽、槽内挥发雾的影响。
      (3)普通雷达可以互换使用,而导波雷达由于导波杆(缆)长度根据原工况固定,一般不能互换使用。雷达液位计大的缺点在于:电磁波在液位表面反射时,信号会衰减,当信号衰减过小时,会导致雷达液位计无法测量到足够的电磁波信号,从而失去监视。
      1.4特殊工况下导波雷达的优势
      (1)如罐内有搅拌,介质波动大,此时用底部固定的导波雷达测量值比普通雷达稳定;
      (2)小罐体内的物位测量,由于安装测量空间小(或罐内干扰物较多),一般普通雷达不适用,这时导波雷达的优势就显现出来了;
      (3)低介电常数的工况,由于普通雷达发射的波是发散的,当介质介电常数过低时,信号太弱测量不稳定,导波雷达波是沿导波杆传播信号相对稳定二
      (4)一般的导波雷达还有底部探测功能,可以根据底部回波信号能测量值加以修正,使信号更为稳定准确。

      2雷达导波液位计在电厂的应用和安装注意事项
      口前,雷达导波液位计在电厂的使用比较广泛,在燃机电厂主要应用于油罐油位的测量。由于雷达式液位计的测量是基于波的反射原理,因此,对液位计的安装也有一些特殊的要求。
      2.1测点位置的选择和安装注意事项
      (1)传感器中心线须与被测液位垂直,不能倾斜;
      (2)防止漫反射;
      (3)液位计在测量底部和顶部都有一定的死区
      (4)避免碰到障碍物,形成虚假波。
      在实际现场安装中,依据厂方推荐的安装指南,避免了许多问题。
      安装位置远离进料口,在电厂油罐测量的运用时,因为油罐进口管道一般设置在下部,所以,能够避开的选择余地相对要大。但是,由于油罐底部结果相对复杂,会设置有一些加热装置等,因此,实际选择测点位置时,必须做到:避开底部障碍物;与底部设施保持一定距离。
      而且,根据要求,液位计不能安装在罐顶的中心位置。通常油罐顶部都是有弧度型的,由此,却引发了一系列的问题,如:传感器的量程设置,不能简单地按照油罐的实际标高来设定。
      2.2液位计选择,尤其是导波雷达钢缆长度的选择注意事项
      (1)准确测量出液位计安装位置到底部的实际距离二
      (2)不能忽略安装法兰(容器接管)到罐的距离。
      2.3雷达导波液位计安装、调试注意事项
      (1)安装时不能弯曲探头。
      (2)探头不能接触到安装底座。
      (3)钢缆探头需垂直,不能发生弯曲,也不能太长,碰到罐壁。

      3现场使用中遇到的具体问题解析
      3.1现场调试
      在电厂的实际应用中,雷达导波液位计正常投用关键的步骤是现场调试。
      现场调试中基本的参数设定包括:
      雷达液位计零位及满度的设置;油罐罐高的设置;传感器死区的设定(见图2)。

    雷达液位计
      A,:顶部死区:表示测量量程的上限顶部到法兰下表面的小距离。如果进人死区,仪表输出值将进人故障保险输出状态。
      Az:底部死区:表示探头末端有一段测量不到的区域。
      D:非测量区域:仪表测量不到的区域。
      另外,由于油罐的实际情况,在实际测量中存在偏差,可以进行适量的修正,即参考偏移量的设置和罐底偏移量的设置。
      3.2故障分析
      仪表设备的检测,就是为了对所测的物理量进行监控,液位计的作用就是测量液位的波动情况,因此,运行过程中随时会收到这样的报警信号:
      (1)液位测量值偏高—测量值进人死区,或在测量量程以外,测量值不正确或被冻结。
      此时,实际液位应该偏高,可能溢出,应降低液位以达到安全位置。
      (2)液位测量值偏低—液位低于探头位置或在测量范围外,测量值不正确或被冻结。
      此时,实际液位可能确实偏低,需要进料,使液位高于探头位置即可恢复正常。
      (3)液位测量信号丢失—仪表不能发现介质表面(通常显示是溢出信号)。此时,油罐可能是空罐,或满罐已进人死区。若是空则需要进料;若满罐已进人死区,则需排料。
      (4)溢出—罐内液位已满或超出测量量程范围,有时会直接显示“液位高”此时应降低液位以达到安全位置。
      而当液位计发生故障时,还可以通过检测波形来分析故障原因,这部分工作通常是在厂家的指导下共同完成的。
      3.3运用导波雷达液位计液位时碰到的情况
      (1)液位显示不稳,明显晃动;
      (2)液位突然窜至满刻度,并处于超量程状态。仪表输出为22mA电流。
      根据资料查询,导波雷达液位计液位跳变的
      原因大约有以下几种情况:
      1)容器进料时,导波雷达离进料口太近。这个情况可以改变导波雷达的安装位置来避免二
      2)容器即将空时,导波雷达的探头顶端和液位分开,雷达波从探头顶端直接被反射回来,常常也会出现一个跳变,这个情况重新做好补偿曲线会有帮助;
      3)容器内在探头附近有个障碍物(金属突起或安装了其它仪表),当液位没过障碍物时,这个障碍物对雷达波的影响会放大,导致液位跳变,这个情况要清除障碍物。
      在运行中,经常碰到的是第2种情况。鉴于此类现象时往往处于低液位,因此不希望PLC显示超量程状态(22mA),为此,特意联系厂家,将此时的输出电流锁定为3.5mA,屏幕显示为"0.00m"。
      此外,在实际测量中,也会发生由于天气情况的变化导致信号失灵的现象:例如夏季雷雨天气,雷达液位计测量模块遭雷击损坏,无法正常监测。遇到类似情况,就必须更新设备了。

      4结语
      任何检测设备在实际应用中都会碰到些问题,雷达导波液位计也不例外。尤其是在调试的初级阶段,有时液位计的测量与实际液位存在偏差,因此,需要不断调整某些参数的设置,方能达到佳的检测效果。
      当前,雷达导波液位计在电厂中的应用越来越广泛,随时会碰到各种意想不到的缺陷,只有不断地积累经验,熟悉和掌握检测设备的各项性能,才能更好地提高热工检测的准确性,为电厂主设备的正常安全运行提供保障。

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