某公司某裝置中的一只氯化銨中間槽的頂裝雷達液位計在新投用過程中,在正常測量一段時間后,儀表的輸出會從正常的液位值突變為ZUI大液位值輸出,經查是假液位輸出。用手操器檢查各項設置均為正確,我們只有待工藝專業將液位計做好安全交出措施后,拆開雷達液位計的安裝法蘭發現雷達的探頭發生體上積聚了大量的水珠狀的介質冷凝液,將冷凝液用干布擦凈后裝回,儀表輸出為正常液位。以上故障現象的頻率不ー,ZUI長的一周出現一次,短則一天出現次。從以上分析,根據雷達的測量原理,我們不難解釋:隨著冷凝液慢慢在探頭發生體上積聚到一定的程度形成大量的水珠狀時,雷達發出的測量波被水珠轉化為返回波,因而出現為突變的ZUI大假液位。至于故障的頻率不一,決定于儲槽介質的多少和控制溫度的高低而直接影響到介質的蒸發量,所以冷凝液的多少影響了故障出現的周期。
1.雷達液位計的測量原理
雷達液位計是通過脈沖測量到液體表面的距離該雷達脈沖來自于儲罐頂部的天線)。當雷達脈沖抵達具有不同介電常數的介質時,部分能量被反射回變送器,發射脈沖與反射脈沖的時間差與距離成正比,由此可計算出液體的液位。
2.現狀分析
針對以上問題,我們首先考慮用雷達這種非接觸式測量液位的方法是否恰當。設計選型時,考慮該液體具有很強的腐蝕性,液體中會有較多的固體氯化銨結品,該結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、浮筒液位計、電容液位計或導波雷達液位計的應用。而只有通過非接觸式測量的方式能夠滿足液位測量,根據工藝條件,我們選擇了知名的高頻率雷達液位變送器,采用的是PIFE材質的過程密封天線,有效地滿足高腐蝕介質的非接觸測量。針對前面提到的由于工藝介質控制需要對液體升溫而產生的介質冷凝液會不定期地凝結在雷達的探頭發生體上,造成的假液位。
3.改進方法
經過幾次的故障處理,只要將雷達探頭發生體上積聚的水珠狀冷凝液消除即可排除故障。為此,我們想到了定時用純凈的儀用空氣通入雷達探頭發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材質的法蘭(法蘭內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探頭表面,并帶走積聚在雷達探頭大量的介質冷凝液,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,需在原孔的對面再按以上方法鉆另一個吹掃孔,使得雷達探頭上的冷凝液無死角。為實現自動吹掃功能,我們用一只二位三通電磁閥來控制吹掃儀用空氣的通斷,而電磁閥的開關信號則通過DCS的DO點由程序控制輸出。
4.安裝后的調校
按照以上方案與設施安裝設施后,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,吹掃時間設定為10s,吹掃間隔時間設定為48h(即172800s)。按以上設定運行了兩天后的效果來看,中間還是出現過一次故障,我們分別調整空氣壓力減壓到2kg作為吹掃氣,吹掃時間設定為15s,吹掃間隔時間設定為24h即86400s)。按以上設定運行了兩周,沒有出現一次故障。
5.結束語
經過三個月的運行,原來的故障再也沒有出現過。因此我們可以肯定:在這種工藝條件下,我們當初設計選擇非接觸測量高頻雷達液位變送器沒問題,只要按照以上的實驗改進證實方案是可行的,并且大大地降低了檢修頻率,為工藝連續穩定地控制生產奠定了堅實的基礎。今后我們還將對另一只有類似工況的儲槽雷達液位計進行改造。
