導波雷達液位計在槽罐液位測量中的應用

　　隨著工業生產領域傳感技術的快速發展，水平測量的自動化水平促進，在各種工業生產領域進行水平測試的儀器種類很多，各種液位計、液位計有的應用。導波雷達液位計以優良的產品性能為基礎，應用于許多復雜的工業測量中，特別適用于抗干擾要求高的測量情況。

　　蒸發工藝是氯堿生產的重要工序，在生產過程中，確定是否正確測量罐內液體水平是實現燒堿蒸發工藝自動堿的關鍵。在該工藝中，堿液的特點是高溫、高濃度、強腐蝕性、結晶性，因此蒸發過程中蒸發罐內容易形成固體、液體、氣體三相共存，堿液長期沸騰，容易形成假水平，對物界的準確檢測造成了很大困難。

　　某公司年產量15萬t燒堿廠蒸發工藝蒸發罐液面測量，初期雙法蘭差壓水平變送器，但由于堿液腐蝕性、高溫、長期水平正常測量，不僅不能滿足生產要求，還增加了操作員、儀表工作量。然后，我們試驗了各種水平的測試設備，效果并不令人滿意。因此，該公司引進導波雷達液位計，通過多次實驗和長期使用，取得了很好的使用效果，實現了燒堿蒸發過程中堿的自動控制。

　　本文采用導波雷達液位計測量燒堿蒸發罐液位，闡述了導波雷達液位計的測量原理和優點。燒堿蒸發工藝應用中導波雷達液位計的可行性和可靠性證明。

　　1導波雷達液位計測量原理及優點

　　1.1測量原理

　　導波雷達液位計是根據圖I所示測量的時間偏移原理的“頂部”測量儀。導波雷達液位計測量從基準點(儀表工藝連接點)到被測試材料表面的距離時，脈沖發生器產生高頻脈沖，高頻脈沖注入探針，沿著導波體向下傳輸，該導波體可以是金屬硬條或柔性金屬電纜。脈沖遇到材料表面時會反射，反射脈沖信號沿著導波體傳送到接收器，發件人微處理器將距離信號轉換為電平信號。

　　雷達液位計

　　圖1導波雷達液位計測量原理

　　c設定為光通量，從參考點到測量的材料曲面的距離

　　d在脈沖發送到接收時詢問：

　　D=c t/2

　　根據已知空罐高度e的級別：

　　L=e-d

　　導波雷達液位計主要由發送和接收設備、導波探頭、信號處理器、操作面板、顯示頭和錯誤報警組成。導波探頭是導波雷達液位計的重要組成部分，在選擇液位計時，可以根據條件選擇合適的導波探頭，以測量準確的液位。導波探頭分為桿、電纜和同軸桿類型三大類，不同類型的導波探頭各有優缺點。封式適合于測量泡沫、沸騰表面或湍流形成的介質，對蒸汽和泡沫有很強的抑制力，但由于太長，不容易運輸和安裝，不適合用于太多距離的測量;電纜適用于范圍不限的測量，適用于粘性液體或固體粉末介質的測量。同軸桿類型適用于液化氣和介電常數低的液體的測量。1.2導波雷達液位計的優點除了普通雷達液位計的優點外，導波雷達液位計還有以下優點：

　　A.可以測量各種介質。在1.4-100.0(空氣的介電常數為1.0)時，測量介電常數中的幾乎所有液體和漿料(1.0)，不受介電常數、溫度、壓力和密度等條件變化的影響，測量液體、固體、顆粒和粉末等。

　　B.信號穩定準確。導波探頭中的信號傳輸不受液位波動和坦克的障礙物影響，由液位計接收的返回信號很強，導波雷達可以根據底部回波信號校準測量，使信號更穩定、更準確。

　　C.特別適用于測量包含蒸汽、霧和泡沫的介質。霧和氣泡對測量沒有影響，電磁波不通過空間傳播，因此霧不會引起信號衰減，氣泡散開也不會失去能量1。

　　D.低能耗。導波雷達液位計輸出到導波探針的信號能量小，為普通雷達發射能量(約0.1兆瓦)的10%，因此使用電路電源代替單獨的交流電源，可以大大節省安裝費用意圖3。

　　2導波雷達液位計等液位計應用比較

　　液位計的種類很多，根據各種工作條件，各種液位計各有優點。但是蒸發過程的條件比較復雜，堿液具有高溫、高濃度、腐蝕性和結晶性好的特性，儀表故障率高，維護量高，使用周期短，難以在線維修。在這種情況下，以前使用的液位計類型包括電極級開關、雙法蘭差壓級變送器和電容式液位計等。電極級開關不能用不連續料位計實時監控槽內的液位變化，電極表面容易結鹽，因此往往由于錯誤的液位測量，開關閥工作不正常，對生產操作不利。雙法蘭差壓電平變送器的膜片座周圍容易結晶，鹽結，測量信號嚴重延遲，不準確。電容式料位計的電容易被堿液腐蝕，電極破裂，測量信號不準確。為了解決這些問題，將導波雷達液位計應用于該工藝，經過長期實際使用，取得了很好的測量結果，大大提高了生產效率。導波雷達液位計是能夠同時滿足高溫、強腐蝕和結晶等條件的探測器。表1是4種液位計使用情況的比較。

　　雷達液位計

　　3導波雷達液位計在蒸發過程中的應用

　　3.1燒堿蒸發工藝簡介

　　氯堿產業是利用電解飽和鹽水生產燒堿(氫氧化鈉)和副產品氫的工藝，鹽水精制、電解、蒸發、產品精制等是主要工藝。由含有一定量NaCI和大量水的電解產生的堿液通過蒸發濃縮，去除NaCl才能制造符合商品堿要求的產品(o .中國燒堿蒸發過程的主流工藝是圖2所示的三效下游)。三效下游是一排運行3個蒸發器的蒸發操作過程，堿液和蒸汽的流動相同。也就是說，相反的順序流向結果。生蒸汽被送到加熱室，蒸發的二次蒸汽被送到二次電的加熱室，二次蒸汽被送到三次電的加熱室，三次蒸汽被送到冷凝器，全部凝結。電解質的進入效果，濃縮后，各功效繼續濃縮，直到濃縮到所需濃度為止。圖2 3效果下游蒸發工藝圖

　　雷達液位計

　　3.2導波雷達液位計在蒸發罐中的應用

　　3.2.1選擇導波探頭

　　蒸發三效下游工藝中各效率蒸發罐的條件見表2。

　　表2角效應蒸發罐條件

　　由于蒸發罐液位測量距離為2m，測量距離短，導波探頭選擇桿類型。表2所示，蒸發罐的工作條件為I效應~ 效應溫度，壓力降低，堿液濃度增加。堿液在高溫下對許多金屬產生嚴重腐蝕，濃度越高，腐蝕性越強，濃度超過30%，溫度超過80 ，對金屬的腐蝕迅速增加，溫度越高，腐蝕越嚴重。即可從workspace頁面中移除物件。因此，導波探針的材料不能只選擇一般防腐金屬材料，例如304不銹鋼。特氟龍對所有濃度的堿液都具有良好的耐蝕性，溫度可達1900，并具有特氟龍和耐磨性。“1在堿液沸騰時，可以抵抗導波探針的清洗。”因此，導波棒的材料采用304不銹鋼外襯聚四氟乙烯，耐蝕性和耐磨性好，滿足工作條件測量要求，提高液位計使用周期。導波桿易于拆卸，更換簡單，一旦導波桿損壞，只需更換導波桿，因此無需更換整個儀表，從而大大降低了儀表維修費用。

　　3.2.2安裝導波雷達液位計

　　導波雷達液位計安裝有兩種形式。

　　A.直接安裝頂部。直接安裝在水箱直徑的1/6到1/4之間的水箱屋頂，探頭和水箱墻之間的距離至少為100mm，安裝方法有螺紋和法蘭兩種選擇，通常插入到設備內部的導波桿長度是設計要求的測量范圍。

　　B.旁路管安裝。導波雷達液位計安裝在旁通管的頂部，旁通管重新連接到容器，一般旁通管上下接口的中心距離是設計要求的測量范圍。導波管內壁光滑，旁路管直徑為40-100 ram。蒸發罐呈錐形，堿液沸騰，因此，為了不測量干擾，選擇旁路管安裝，旁路管將收集反射波，加強反射信號，防止液面波動，因此旁路管安裝測量效果更好。導波雷達液位計的旁路管安裝如圖3所示。

　　圖3導波雷達液位計旁路管安裝示意圖

　　雷達液位計

　　3.2.3導波雷達液位計在蒸發自動控制系統中的應用

　　蒸發過程中需要監控的主要參數是各進出口堿液溫度、蒸發過程的自動控制是將現場檢測到的等級、溫度和壓力等信號發送到DCS，然后DCS的過程控制系統根據檢測信號自動控制閥門的開閉，完成堿液供應、過量進口、排放和自動堿的過程。現在，以蒸發效果為例，說明了通過液位自動控制的自動堿生產過程，如圖4所示。圖4 效果過程控制流程圖

　　LV 1 1003A——效果超材料閥;

　　LV 1 1003B——效應循環閥;

　　LV-1003 c ——堿閥效率

　　蒸發過程的自動控制步驟如下：

　　A.活性堿液濃度達到設定的堿濃度值，

　　并且當效率水平高于設定的下限時，打開效率堿性閥LV 1 1003C，完成的堿液會流向下一個冷卻工序。同時關閉效循環閥LV-1003B，防止堿液回流;效應效應與材料閥LV.1003A同時關閉，防止效應同時供給和排出。

　　B.效率堿液濃度達到設定的堿濃度值，效率水平低于設定的下限時，效果應強制開啟效果超材料，效果超材料閥LV.1003A，防止效果因無材料而干燥。

　　C.在堿生產過程中，如果效率水平低于設定下限值，則停止堿排放。即關閉效率堿性閥LV 1 1003C，打開效率循環閥LV-1003B，重新供應，蒸發，濃縮堿液。

　　如上自動限制階段所示，準確的級別值是整個過程中啟用自動控制的關鍵。

　　4結束語

　　導波雷達液位計可在多種復雜條件下使用，綜合性能優于其他普通液位計。蒸發工藝工人初次使用觀察旁通鏡的原始方法獲得蒸發罐的液位高度，在惡劣的現場條件下，對操作者造成各種不安全因素，對其他液位儀表的使用不滿意。采用導波雷達液位計后，經過多年的使用，該液位計確認測量準確可靠，減少了工作人員的工作量和儀表工作人員的維護量，滿足了蒸發過程自動控制要求，大大提高了生產技術水平。