某公司某裝置中的一只氯化銨中間槽的頂裝雷達(dá)液位計(jì)在新投用過程中,在正常測量一段時(shí)間后,儀表的輸出會從正常的液位值突變?yōu)閆UI大液位值輸出,經(jīng)查是假液位輸出。用手操器檢查各項(xiàng)設(shè)置均為正確,我們只有待工藝**將液位計(jì)做好安全交出措施后,拆開雷達(dá)液位計(jì)的安裝法蘭發(fā)現(xiàn)雷達(dá)的探頭發(fā)生體上積聚了大量的水珠狀的介質(zhì)冷凝液,將冷凝液用干布擦凈后裝回,儀表輸出為正常液位。以上故障現(xiàn)象的頻率不ー,ZUI長的一周出現(xiàn)一次,短則**出現(xiàn)次。從以上分析,根據(jù)雷達(dá)的測量原理,我們不難解釋:隨著冷凝液慢慢在探頭發(fā)生體上積聚到一定的程度形成大量的水珠狀時(shí),雷達(dá)發(fā)出的測量波被水珠轉(zhuǎn)化為返回波,因而出現(xiàn)為突變的ZUI大假液位。至于故障的頻率不一,決定于儲槽介質(zhì)的多少和控制溫度的高低而直接影響到介質(zhì)的蒸發(fā)量,所以冷凝液的多少影響了故障出現(xiàn)的周期。
1.雷達(dá)液位計(jì)的測量原理
雷達(dá)液位計(jì)是通過脈沖測量到液體表面的距離該雷達(dá)脈沖來自于儲罐頂部的天線)。當(dāng)雷達(dá)脈沖抵達(dá)具有不同介電常數(shù)的介質(zhì)時(shí),部分能量被反射回變送器,發(fā)射脈沖與反射脈沖的時(shí)間差與距離成正比,由此可計(jì)算出液體的液位。
2.現(xiàn)狀分析
針對以上問題,我們首先考慮用雷達(dá)這種非接觸式測量液位的方法是否恰當(dāng)。設(shè)計(jì)選型時(shí),考慮該液體具有很強(qiáng)的腐蝕性,液體中會有較多的固體氯化銨結(jié)品,該結(jié)晶會粘附在所有的接觸式測量的液位傳感器上,因而否定了所有接觸式測量的插入式差壓液位計(jì)、浮筒液位計(jì)、電容液位計(jì)或?qū)Рɡ走_(dá)液位計(jì)的應(yīng)用。而只有通過非接觸式測量的方式能夠滿足液位測量,根據(jù)工藝條件,我們選擇了知名的高頻率雷達(dá)液位變送器,采用的是PIFE材質(zhì)的過程密封天線,有效地滿足高腐蝕介質(zhì)的非接觸測量。針對前面提到的由于工藝介質(zhì)控制需要對液體升溫而產(chǎn)生的介質(zhì)冷凝液會不定期地凝結(jié)在雷達(dá)的探頭發(fā)生體上,造成的假液位。
3.改進(jìn)方法
經(jīng)過幾次的故障處理,只要將雷達(dá)探頭發(fā)生體上積聚的水珠狀冷凝液消除即可排除故障。為此,我們想到了定時(shí)用純凈的儀用空氣通入雷達(dá)探頭發(fā)生體上將冷凝液吹掉,詳見圖1所示。在原來的變送器法蘭與液位安裝法蘭之間,新増一只PP材質(zhì)的法蘭(法蘭內(nèi)徑與液位安裝法蘭一致),在該法蘭端面鉆直徑4mm的孔在法蘭內(nèi)壁倒鉆與4mm孔成一定夾角的通孔),如圖1所示,使得儀用空氣垂直吹在雷達(dá)探頭表面,并帶走積聚在雷達(dá)探頭大量的介質(zhì)冷凝液,從而有效地消除故障。為ZUI大限度地吹浄冷凝液,鉆吹掃孔時(shí),需在原孔的對面再按以上方法鉆另一個(gè)吹掃孔,使得雷達(dá)探頭上的冷凝液無死角。為實(shí)現(xiàn)自動吹掃功能,我們用一只二位三通電磁閥來控制吹掃儀用空氣的通斷,而電磁閥的開關(guān)信號則通過DCS的DO點(diǎn)由程序控制輸出。
4.安裝后的調(diào)校
按照以上方案與設(shè)施安裝設(shè)施后,將儀用空氣通過空氣過濾減壓閥從6kg壓力減壓到1kg作為吹掃氣,吹掃時(shí)間設(shè)定為10s,吹掃間隔時(shí)間設(shè)定為48h(即172800s)。按以上設(shè)定運(yùn)行了兩天后的效果來看,中間還是出現(xiàn)過一次故障,我們分別調(diào)整空氣壓力減壓到2kg作為吹掃氣,吹掃時(shí)間設(shè)定為15s,吹掃間隔時(shí)間設(shè)定為24h即86400s)。按以上設(shè)定運(yùn)行了兩周,沒有出現(xiàn)一次故障。
5.結(jié)束語
經(jīng)過三個(gè)月的運(yùn)行,原來的故障再也沒有出現(xiàn)過。因此我們可以肯定:在這種工藝條件下,我們當(dāng)初設(shè)計(jì)選擇非接觸測量高頻雷達(dá)液位變送器沒問題,只要按照以上的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)證實(shí)方案是可行的,并且大大地降低了檢修頻率,為工藝連續(xù)穩(wěn)定地控制生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。今后我們還將對另一只有類似工況的儲槽雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行改造。
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