705-510A-110/7MS-A578-120导波雷达物位计生产
特殊介质测量的定制方案
高温熔体(>400℃)测量采用水冷法兰(流量2m³/h)保护传感器,波导延伸管耐温达800℃。强粘附性介质使用自清洁天线,每秒1次的微振动防止挂料。某沥青储罐应用案例中,带刮刀装置的传感器使维护周期从1周延长至6个月。卫生型设计满足3A标准,Tri-Clamp快装接口表面粗糙度Ra<0.8μm。最新研发的透波窗口材料(如蓝宝石)可测量ε<1.4的超低介电常数介质。
文章结合导波雷达液位计在环己烷罐液位测量应用及故障处理实例,总结了导波雷达液位计维护经验工仪表供参考和借鉴。
设备简介及工艺生产状况
1、设备简介
昌晖导波雷达液位计由雷达变送器和导波探杆两部分构成,为两线制仪表。导波雷达变送器匹配的探杆形式有同轴杆式、防腐蚀护套杆式和单缆式三种。
导波雷达液位计的高频振荡器周期性发射低功率毫微秒级微波脉冲,通过浸入工艺介质的探杆引导雷达波脉冲向下传导,当雷达脉冲抵达具有不同介电常数的介质接触界面时,部分能量被反射回变送器。反射强度取决于被测产品的介电常数。介电常数越高,反射强度越大。根据发射脉冲(参考脉冲)与接受到反射脉冲之间的时间差被换算成距离,由此计算出总体液位或界面位置。计算公式为:L=C×t/2,公式中L为基准面到液面间的距离,单位为m;C为雷达波传递速度,单位为300000km/s;t为雷达波从发射到接收反射回波的时间间距,单位为s。
传感器接收到微波有固定回波、界面反射波及其他杂波。一般通过设置阈值参数、介电常数、灵敏度来屏蔽掉固定回波及杂波,从而测量的准确。导波雷达液位计为智能型仪表,带有HART通讯功能、回路测试功能及自诊断功能。
2、工艺生产状况
以醇酮装置罐体04LT2102导波雷达液位计为例 。04LT2102用于测量原料罐罐体液位,其测量值传递到DCS系统后,系统里的自动调节回路根据工艺条件的变化对罐体原料液位进行调节,目前大部分石化装置的罐体液位测量都采用导波雷达液位。
导波雷达液位计典型故障分析处理
故障一:参数设置错误,仪表出现问题
由于导波雷达液位计安装后不具备调试条件,售后服务人员采用“盲设定”方法(即不需要实际介质、根据仪表设计数据表的介质物理参数直接标定的方法)设置仪表参数,到醇酮装置水联运时,发现部分导波雷达液位计指示不准。
分析处理:按照经验,先检查导波雷达液位计参数设置。通过HART475与变送器通讯后查看参数设置情况,经过检查导波雷达液位计常用参数设置,发现该仪表参数设置错误,修正参数后观察一段时间后指示正常无误。
故障二:导波管上部憋压,导致管内页面不能上升
在现场共有5台导波雷达液位计在液位升到一定值后变化缓慢直到液位无变化,而现场确认容器内连续进料,现场磁翻板液位计液面仍在上升。
分析处理:首先检查确认导波雷达液位计的参数设置正常,排除仪表参数设置的故障问题。然后,检查仪表安装现场,仔细观察发现,导波雷达液位计为顶部安装,容器为常压,为了达到较好的使用效果,在容器内设计了DN80的导波管。在打开连接法兰时,发现液位计导波管内带压,此时液位变化正常。由此判断导波管上部憋压,导致液位上升到一定位置后不能再上升了。在水联运后确认判断正确,开气相补偿孔处理后液位计工作正常。
故障三:导波雷达液位计钢缆碰壁
在装置开工投料过程中,发现导波雷达液位计波动较大,在20%-65%之间跳变。再次确认导波雷达液位计参数设置正确。通过对一次表及传感器进行联校,参数指示正常,排除一次表及传感器的故障。
分析原因:
①出料泵P41105设计功率较大,在投料过程或装置进入状态时,出料泵回流量达到240m3/h左右,而导波雷达液位计为单缆式,造成导波缆绳摆动过大而碰壁。同时有导波缆绳下挂重锤配重太轻的可能。
②固定在容器内的DN80导波管过长,达9米,可能存在受力后弯曲,导致导波缆绳离管壁距离过近,容易碰壁。
处理措施:由于容器无现场液位计,装置生产需要,决定采用临时测量手段解决过程液位测量问题,采取在容器及所附设备上取静压的方式满足生产,如图1所示。考虑容器内密封氮气压力恒定,停车退料泵P41103在生产时不使用,在其出口处采用现场差压变送器表取压力,在DCS系统上显示液位,同时在现场YR-ER101差压变送器面板上交替显示液位与压力。等到装置停车改造时校正导波管,并增加导波管支撑,增加重锤配重后。再次开车确认导波雷达液位计工作正常。
图1 环己烷罐进出料工艺流程图
导波雷达液位计是一种适应性强,安装调试方便,维护工作量小的优秀智能仪表。可以广泛应用与石油化工生产的容器液位测量,其测量效果也是比较显著。在实际应用中,应该注重过程的维护,严格按照 《导波雷达液位计使用说明书》进行安装操作,以免引起重大事故的发生。
点击图片进入导波雷达液位计选型页面
导波雷达液位计维护经验
下面昌晖仪表总结几点维护经验仅供技术人员的参考:
1、反复了解工艺流程,联系DCS控制系统,准确设置导波雷达液位计参数。
2、熟悉导波雷达液位计本身的性能,了解其结构特征及现场使用的环境。
3、充分分析导波雷达液位计安装的实际工艺情况,区分是工艺的原因还是仪表本身的原因。
4、在现场处理时,将导波雷达液位计与同一罐体其他液位仪表进行分析比对,增加故障判断的依据,可以有效提高导波雷达液位计故障处理的速度和准确度。在没有其它液位仪表时,建议增设,比较重要的地方除了要求采取现场指示外还应该同时增加远传功能,如采用双法兰液位计或磁翻板液位计。
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六个雷达液位计故障维修实例分享
轻松处理导波雷达液位计指示波动问题
昌晖仪表介绍一种由双法兰液位变送器和导波雷达液位计组成的真空制盐蒸发罐液位测量技术方案,本方案大程度克服生产中强腐蚀、结晶堵塞、真空、高温、泡沫等因素对仪表的影响,经制糖、海绵钛和制盐的真空蒸发室液位测量应用,明此真空蒸发室液位测量系统可长期、稳定和地运行。
真空制盐是当今世界普遍采用的现代化制盐方法,指卤水在不同真空压力状态下的蒸发罐中进行蒸发,逐级浓缩、结晶制盐的过程。制盐过程中核心工序是蒸发,生产中通过蒸发罐中液位变化计算水分蒸发量,并达到控制溶液浓度的目的。生产中,强腐蚀、结晶堵塞、真空、高温同时存在,导致制盐蒸发罐液位测量仪表损坏率高,生产自动化控制系统无法正常运行。论文将重点阐述真空制盐蒸发罐液位测量方法。
真空制盐蒸发工艺
真空蒸发技术起源于1812年英国糖厂的单效真空蒸发,1887年美国将此技术用于制盐,1940年开始应用于中国制盐行业。
图1 真空制盐流程图
蒸发是液体表面发生汽化或溶液部分汽化的现象,蒸发时液体不断吸收热量,温度越高蒸发越快,溶液沸腾时蒸发速度快。根据蒸发罐内压力,蒸发分为加压蒸发、常压蒸发或负压蒸发,在负压下的蒸发,我们称为真空蒸发。应用广的是采用强制循环真空蒸发器,如图2。
图2 强制循环真空蒸发器
制盐企业为提高竞争力,不断降低成本、提高产品质量,同时满足减排,就对蒸发工艺进行改进,提高自动化控制水平,使蒸发效率达到佳状态。
实行多效蒸发生产目的是为了多次重复利用二次蒸汽,以降低单位产品的能耗,有效节约能源。蒸汽利用的次数就是效数。蒸发效数越多,蒸汽用量越少,能耗越低,但效数增多,会增加设备成本。
真空制盐主要过程为蒸汽加热一效卤水,排出的二次蒸汽逐效加热下一效卤水。通过逐效蒸发,使盐浆增稠,稠料液去离心机脱水,即为盐。每一效蒸发的关键是控制盐浆的浓度,而盐浆有较强腐蚀性、容易结垢、粘结,浓度直接测量,通常是通过在封闭蒸发室中蒸发前后的液位比来间接控制盐浆浓度。所以制盐蒸发罐液位测量是真空制盐重要的参数。
真空制盐蒸发罐液位测量技术方案
1、原用方案分析
用人工监测液位的方式,提高产品质量和生产效率,人们逐渐用“摄像视频+雷达液位计”,实现自动化实时控制,如图3,应用脉冲雷达液位计连续测量旁通管中的液位。
图3 雷达液位计+窥镜液位测量法
此方案在实际应用中,因盐浆结垢,水平连通管、旁通管经常发生堵塞问题,造成旁通管内液位假象,需频繁停车,拆装法兰并清洗管道。蒸发中,盐浆在蒸发室内因搅拌产生大量的泡沫,使脉冲雷达液位计测量液位假象。人工清洗工作量大,生产成本高,液位测量不准,自动控制连续运行。
2、可长期运行的真空制盐蒸发罐液位测量技术方案
随着仪器仪表技术的发展,市场上已出现真空的液位变送器以及管道清洗技术,为真空制盐蒸发液位监测提供了新思路。在设计、应用中,建议液位监测采用“法兰差压变送器+导波雷达液位计+窥镜”三重组合冗余方案,确保测量的准确性、性、性。设计与安装方案,如图4。
图4 真空制盐蒸发罐液位测量双法兰液位变送器+导波雷达液位计+窥镜液位监测方案
①方案设计说明
a、蒸发室与旁通管间的连接管,从水平改为斜角,角度控制在20°左右,延长结垢清洗周期;
b、在连通管上安装冲洗环和截止阀,可定期自动清洗;
c、在旁通管面部安装雷达液位计;
d、在旁通管另一侧安装20°斜角的法兰短管,再安装双法兰液位变送器,用于液位直接测量。同时在法兰之间加装冲洗环(结构如图5),冲洗环上配置冲洗用截止阀,可定期清洗;
图5 清洗环结构示意图
e、在旁通管底部可加装一个清洗阀门,大修时可以使用;
f、在蒸发室面部,仍安装采光窗和视频摄像窗;
g、旁通管内径建议在300mm以上,由于蒸发液位较高,毛细管较长,建议采用DN80法兰。
②方案优势
a、双法兰液位变送器可直接测量液位,消除蒸发过程中搅拌产生的泡沫对雷达测量产生的误差,提高测量精度和产品质量;
b、能连续准确测量液位,为生产过程实现自动化控制提供依据;
c、雷达液位计与双法兰液位变送器组合,实现冗余监控,提高自动化控制系统性;
d、倾斜的连接管、法兰短管,可以减少沉淀结垢物的堆积,也便于冲洗;
e、配置冲洗环与截止阀相连,好是电动截止阀,用程序控制,定期对连接管、法兰、旁通管进行清洗,减少管道结垢堵塞的问题,提高设备维护效率, 降低维护成本;
f、保留窥镜,配置视频窗口,以便观察、巡视。
真空制盐蒸发罐液位测量仪表选择与配置
根据上述设计方案,还需配置合适的仪表,才能确保装置正常运行。
1、雷达液位计的选择
在制盐真空蒸发中,卤水因搅拌产生的较厚泡沫,会对脉冲雷达液位计造成干扰,应选用缆式导波雷达液位计,以此测量的性和测量精度。
2、双法兰液位变送器的选择
真空制盐蒸发工段,介质具有腐蚀性、易结晶沉淀,而且环境存在腐蚀性气体,选择双法兰液位变送器时,考虑以下因素:
①双法兰液位变送器的法兰膜片材质建议选择钽材。
②双法兰液位变送器壳体材质可选择316不锈钢。
③冲洗环可选择316L。为结晶颗粒较大,不易排出,建议冲洗孔选择1/2NPT。
④变送器类型选择:真空制盐蒸发器的高度通常在6m以上,属于密封容器,根据方案应选择通径DN80以上的带测量筒的双法液位兰变送器。常见多效真空蒸发,在Ⅰ效、Ⅱ效工作为正压,Ⅲ效、Ⅳ效、Ⅴ效为负压。根据操作压力,Ⅰ效、Ⅱ效可选择标准的双法兰液位变送器,而Ⅲ效、Ⅳ效、Ⅴ效蒸发器,需选择专门为真空环境定制生产的双法兰液位变送器。
根据上述条件,各效蒸发罐液位测量所用双法兰液位变送器选型基本要求可参考表1。
表1 各效蒸发器液位测量所用双法兰液位变送器设计选型基本要求
以上设计安装方案,已在制盐、制糖、海绵钛产业中得到成功试用,充分明此方案可有效解决真空蒸发中因泡沫、结晶、真空、强腐蚀产生的液位测量难题。
其他建议
真空制盐,一般采用差压变送器配合孔板节流装置测量蒸汽、卤水和盐液流量。近年来,许多厂家应用电磁流量计测量盐液流量。但环境对碳钢法兰造成了严重的腐蚀,导致内衬PTFE发生变形损坏。因此,昌晖仪表建议选择的电磁流量计内衬PTFE材质,并要求法兰为316L材质。
1 故障现象
芳烃装置导波雷达液位计使用量比较大,LT3021 、LT3613出现故障的几率比较大,常见的故障现象即为液位显示与实际液位值不符。
2 原因分析
一般导波雷达液位计出现此故障原因有以下两个原因:1)介质不干净,污染了导杆;2)介质的介电常数发生了变化,导致测量不准确。
3 处理方法
1)排放:通知工艺操作人员,办好仪表工作票(联系单)。让工艺外操人员关闭仪表上下截止阀,仪表人员对液位计进行低点排放。排放后如果仪表读数保持一定值不变,则应判断为导波杆被脏污介质污染。此时对仪表进行下线(即从现场拆除),对导波杆进行清洗,清理导波杆上面的附着物,然后连表头一起进行重新校验;
2)调介电常数:如果仪表排放后显示归零,但投用后显示仍然不准,则判断为介质介电常数发现了变化,此时对仪表介电常数进行调整:a)打开显示表头盖,按向上(或向下)箭头翻动显示屏幕上面的选项,直至翻到“Dieelctec(select)”菜单;b)在屏幕出现Dieelctec(select)时按下回车键 ,屏幕面出现“!”标志,此时仪表参数为可改变模式。c)出现“!”标志后按上下键翻动选择介电常数值(1.4-1.7,1.7-3,3-10,10-100)一共四个选项,选择完后再按回车键确认,等待几秒钟后显示屏幕自动返回测量值显示页面,观察液位显示值。d)当选择的介电常数值能使仪表的显示值与实际液位值相符时,则使用用此介电常数值;当不相符时,则继续选择下一个介电常数值进行试验,直到仪表显示值与实际值相符。
4 总结
导波雷达液位计广泛应用于石油化工行业的液位测量中,掌握导波雷达液位计的常见故障及处理方法是每名仪表维修工必备的技能。本文对装置现场导波雷达液位计的常见故障和处理方法进行了简要介绍,有不当之处,敬请批评指正。
705-510A-110/7MS-A578-120导波雷达物位计生产
导波雷达液位计测量原理
接触式雷达是基于时间行程原理的测量仪表。雷达波以光速运行,运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。传感器发射出脉冲并沿缆式或杆式传导,当脉冲波遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收并将距离信号转化为物位信号。
导波雷达液位计输入
反射的脉冲信号沿缆式或杆式传至仪表电子线路部分,微处理器对信号进行处理,识别出微波脉冲在物料表面所产生的回波。正确的回波信号识别由智能软件完成,距离物料表面离D与脉冲的时间行程T成正比: D=C×T/2 其中C为光速因空罐的距离 E 已知,则物位 L 为: L=E-D
导波雷达液位计输出
通过输入空罐高度 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。
E+H雷达液位计。Micropilot FMR60B量身定制,操作更加便捷。Z 大测量距离 50 m (164 ft),测量精度 +/-1 mm (0.04 in),过程压力(压)/Z大过压限定值 Vacuum...20 bar (290 psi)。采用HeartbeatTechnology心跳技术,支持仪表在线自校验和自监测,及时识别异常工况,提升了过程性,提高了生产效率。MicropilotFMR60B适用于自由空间的液位测量,过程连接可选螺纹或法兰,人机界面直观明了,提供引导式仪表调试和验向导,操作简单。广泛应用于液体、浆料和污泥的连续非接触式液位测量。
E+H物位计设备显示单元(可选),功能:显示测量值、故障信息和提示信息,发生故障时背光显示屏从绿切换至红,设备显示单元可以拆除,方便后续操作。远程操作通过 HART 通信,通过服务接口(CDI),通过 Bluetooth 蓝牙无线技术操作(可选)。前提条件:测量设备(安装有带Bluetooth 蓝牙功能的显示单元);智能手机或平板电脑(安装有 Endress+Hauser SmartBlueapp)、个人计算机(安装有 1.07.05 或更高版本的 DeviceCare 或 FieldXpertSMT70)。蓝牙有效传输范围为 25 m (82 ft)。传输范围取决于环境条件,例如固定装置、墙壁或天花板。
E+H流量计80F80-AD2SAPJAAAAA
E+H热式质量流量计8F5B08-BBDBAEAAGBAB3ASDD4SAA1+
E+H变送器CM442-AAM1A2F010A
E+H超声波物位计FMU40-ARB2A2
E+H质量流量计80I08-AD2WAAAAAAA8
E+H科氏力质量流量计83F80-2D2SA9SAAB
E+H超声波物位计FMU30-AAHEABGHF
E+H电磁流量计5WBB50-AADAEBKA0AUD210AA1+
E+H液位计FMU41-ARB2A2
E+H超声波液位计FMU90-R11CA212AA3A
E+H超声波流量计8F5B15-AAIBAEAAGAAABASAD4SAA1+
E+H变送器CPM223-MR0005
E+H物位计FTL31-AA4U3BAWSJ
E+H导波雷达液位计BMVCEVEE2
E+H导波雷达物位计PMD55-AA21BA27CGCHAJA1A+PB
E+H涡街流量计7D2C1F-AABCCAAAACD2SKAI+
E+H导波雷达液位计PMP51-AA21JD1SGCR1JA1+
E+H雷达液位计FMB51-BA21JA1FGD80GGJB2A+
E+H超声波物位计FMU30-AAHEAAGGF
E+H热式质量流量计8F5B25-AAIBAEAAGAAABASAD4SAA1+
E+H科氏力质量流量计80I25-AD2WAAAAAAAA
E+H质量流量计8F5B25-BBDBAEAAGBAB3ASDD4SAA1+
E+H超声波流量计80A04-ASVWAAAAABAA
E+H液位计FMU30-AAHEABGHF
E+H超声波液位计FMU90-R11CA161AA3A
E+H导波雷达物位计FMR52-B2ANCABPAHK+LA
E+H电磁流量计10W25-UA0A1AA0B4AA
E+H涡街流量计7D2C1H-AABCCAAAACD2SKA1+
本公司是国内有名的自动化仪器仪表供应商。针对市场上现有的备件、自动化产品价格偏高、采购渠道不畅等问题,通过多年的努力,公司以雄厚的技术实力和良好信誉,与多家世界有名欧、美等工控产品厂商建立了长期稳定的技术和商务合作关系,为客户大大减低采购成本。我们的优势供应产品:罗斯蒙特ROSEMOUNT流量计、BECKHOFF倍福、西克SICK传感器、海德汉HEIDENHAIN、REXROTH力士乐、AB、易福门IFM传感器、艾默生EMERSON流量计、MOOG伺服阀、E+H流量计、ABB分析仪、MTS位移传感器。
德国E+H质量流量计,德国E+H热式质量流量计
德国E+H浊度变送器,德国E+H余氯仪
德国E+H PH变送器,德国E+H PH计
德国E+H溶解氧变送器,德国E+H溶解氧电
德国E+H浊度传感器,德国E+H浊度仪
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德国E+H分析仪,德国E+H光度计
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德国E+H流量计,德国E+H电磁流量计
德国E+H超声波流量计,德国E+H涡街流量计
德国E+H ORP分析仪,德国E+HORP电
德国E+H科氏力质量流量计,德国E+H变送器
德国E+H压力变送器,德国E+H差压变送器
德国E+H温度变送器,德国E+H温度计
德国E+H溶解氧传感器,德国E+H电导率传感器
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德国E+H溶解氧仪,德国E+H电导率仪
德国E+H物位计,德国E+H雷达物位计
德国E+H导波雷达液位计,德国E+H导波雷达物位计
德国E+H PH电,德国E+H PH传感器
E+H雷达物位计是通过天线系统发射和接收能量低和短的微波脉冲。雷达波以光速运行,操作时间可以通过电子元件转换成液位信号,的时间延长方式可以在短的时间内稳定准确的测量。存在虚假反射,新的微处理技术和的软件也可以准确分析物位回波,通过输入容器的大小,可以将距离值转换为与液位成正比的信号,仪器可以空位调试。非接触式包括脉冲雷达和连续调频。探头通常是喇叭天线,即管状天线,但喇叭的直径不同,喇叭的长度也不同。它看起来像一些扬声器,一些看起来像电子管,但它们实际上是一个。
E+H雷达液位计。雷达(微波)物位计自 2O 世纪 70年代出现以来,性价比与日俱增,如今已占物位测量领域市场份额的25%,仅次于压力(差压)式物位计。根据电磁波传播方式的不同,E+H雷达物位计可分为介质接触式与非接触式。前者电磁波在导波材料限定的空间内传播,后者在自由空间里传播。考虑现场工况时,应注意两点:天线到被测介质问气相介电常数的分布;被测介质表面状态及其介电常数。雷达波在界面的反射率与两介质的介电性差别密切相关,有时,传输介质的导电导磁性引发的微波传播速度变化不容忽视。对于介电常数小的液化气体,优先使用非接触式雷达并安装在稳液井上。
705-510A-110/7MS-A578-120导波雷达物位计生产
技术发展趋势与方向
79-81GHz频段开放使角分辨率提升至0.5°,可识别小型障碍物。MIMO技术通过4×4天线阵列实现三维物位成像,实验室精度达±1mm。太赫兹雷达(300GHz)正在研发,适用于纳米粉体测量。AI驱动的自适应滤波算法能自动优化回波处理参数,调试时间缩短90%。数字孪生技术实现虚拟传感器校准,预测剩余寿命准确率>95%。2025年将普及的5G工业物联网(IIoT)版本,支持毫秒级刷新率与云端协同控制。
导波雷达液位计是基于时间行程原理的测量仪表,雷达波以光速运行,运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。
仪表测量参考点到物料表面德距离,探头发出高频脉冲并沿缆绳传播,当脉冲遇到物料表面的反射回来被仪表内的接收器接收,并将时间信号转化为物位信号。
导波雷达液位计测量不受下列因素影响:液体密度,固体物料的疏松程度、温度、加料时的粉尘,液体表面的泡沫对测量无影响。同轴杆式探头的测量*不受罐体及安装短管的内部结构的影响,探杆和探缆可更换。
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