导波雷达液位计在槽罐液位测量中的应用

　　导波雷达液位计在槽罐液位测量中的应用

　　随着工业生产领域传感技术的快速发展，水平测量的自动化水平促进，在各种工业生产领域进行水平测试的仪器种类很多，各种液位计、液位计有的应用。导波雷达液位计以优良的产品性能为基础，应用于许多复杂的工业测量中，特别适用于抗干扰要求高的测量情况。

　　蒸发工艺是氯碱生产的重要工序，在生产过程中，确定是否正确测量罐内液体水平是实现烧碱蒸发工艺自动碱的关键。在该工艺中，碱液的特点是高温、高浓度、强腐蚀性、结晶性，因此蒸发过程中蒸发罐内容易形成固体、液体、气体三相共存，碱液长期沸腾，容易形成假水平，对物界的准确检测造成了很大困难。

　　某公司年产量15万t烧碱厂蒸发工艺蒸发罐液面测量，初期双法兰差压水平变送器，但由于碱液腐蚀性、高温、长期水平正常测量，不仅不能满足生产要求，还增加了操作员、仪表工作量。然后，我们试验了各种水平的测试设备，效果并不令人满意。因此，该公司引进导波雷达液位计，通过多次实验和长期使用，取得了很好的使用效果，实现了烧碱蒸发过程中碱的自动控制。

　　本文采用导波雷达液位计测量烧碱蒸发罐液位，阐述了导波雷达液位计的测量原理和优点。烧碱蒸发工艺应用中导波雷达液位计的可行性和可靠性证明。

　　1导波雷达液位计测量原理及优点

　　1.1测量原理

　　导波雷达液位计是根据图I所示测量的时间偏移原理的“顶部”测量仪。导波雷达液位计测量从基准点(仪表工艺连接点)到被测试材料表面的距离时，脉冲发生器产生高频脉冲，高频脉冲注入探针，沿着导波体向下传输，该导波体可以是金属硬条或柔性金属电缆。脉冲遇到材料表面时会反射，反射脉冲信号沿着导波体传送到接收器，发件人微处理器将距离信号转换为电平信号。

　　雷达液位计

　　图1导波雷达液位计测量原理

　　c设定为光通量，从参考点到测量的材料曲面的距离

　　d在脉冲发送到接收时询问：

　　D=c t/2

　　根据已知空罐高度e的级别：

　　L=e-d

　　导波雷达液位计主要由发送和接收设备、导波探头、信号处理器、操作面板、显示头和错误报警组成。导波探头是导波雷达液位计的重要组成部分，在选择液位计时，可以根据条件选择合适的导波探头，以测量准确的液位。导波探头分为杆、电缆和同轴杆类型三大类，不同类型的导波探头各有优缺点。封式适合于测量泡沫、沸腾表面或湍流形成的介质，对蒸汽和泡沫有很强的抑制力，但由于太长，不容易运输和安装，不适合用于太多距离的测量;电缆适用于范围不限的测量，适用于粘性液体或固体粉末介质的测量。同轴杆类型适用于液化气和介电常数低的液体的测量。1.2导波雷达液位计的优点除了普通雷达液位计的优点外，导波雷达液位计还有以下优点：

　　A.可以测量各种介质。在1.4-100.0(空气的介电常数为1.0)时，测量介电常数中的几乎所有液体和浆料(1.0)，不受介电常数、温度、压力和密度等条件变化的影响，测量液体、固体、颗粒和粉末等。

　　B.信号稳定准确。导波探头中的信号传输不受液位波动和坦克的障碍物影响，由液位计接收的返回信号很强，导波雷达可以根据底部回波信号校准测量，使信号更稳定、更准确。

　　C.特别适用于测量包含蒸汽、雾和泡沫的介质。雾和气泡对测量没有影响，电磁波不通过空间传播，因此雾不会引起信号衰减，气泡散开也不会失去能量1。

　　D.低能耗。导波雷达液位计输出到导波探针的信号能量小，为普通雷达发射能量(约0.1兆瓦)的10%，因此使用电路电源代替单独的交流电源，可以大大节省安装费用意图3。

　　2导波雷达液位计等液位计应用比较

　　液位计的种类很多，根据各种工作条件，各种液位计各有优点。但是蒸发过程的条件比较复杂，碱液具有高温、高浓度、腐蚀性和结晶性好的特性，仪表故障率高，维护量高，使用周期短，难以在线维修。在这种情况下，以前使用的液位计类型包括电极级开关、双法兰差压级变送器和电容式液位计等。电极级开关不能用不连续料位计实时监控槽内的液位变化，电极表面容易结盐，因此往往由于错误的液位测量，开关阀工作不正常，对生产操作不利。双法兰差压电平变送器的膜片座周围容易结晶，盐结，测量信号严重延迟，不准确。电容式料位计的电容易被碱液腐蚀，电极破裂，测量信号不准确。为了解决这些问题，将导波雷达液位计应用于该工艺，经过长期实际使用，取得了很好的测量结果，大大提高了生产效率。导波雷达液位计是能够同时满足高温、强腐蚀和结晶等条件的探测器。表1是4种液位计使用情况的比较。

　　雷达液位计

　　3导波雷达液位计在蒸发过程中的应用

　　3.1烧碱蒸发工艺简介

　　氯碱产业是利用电解饱和盐水生产烧碱(氢氧化钠)和副产品氢的工艺，盐水精制、电解、蒸发、产品精制等是主要工艺。由含有一定量NaCI和大量水的电解产生的碱液通过蒸发浓缩，去除NaCl才能制造符合商品碱要求的产品(o .中国烧碱蒸发过程的主流工艺是图2所示的三效下游)。三效下游是一排运行3个蒸发器的蒸发操作过程，碱液和蒸汽的流动相同。也就是说，相反的顺序流向结果。生蒸汽被送到加热室，蒸发的二次蒸汽被送到二次电的加热室，二次蒸汽被送到三次电的加热室，三次蒸汽被送到冷凝器，全部凝结。电解质的进入效果，浓缩后，各功效继续浓缩，直到浓缩到所需浓度为止。图2 3效果下游蒸发工艺图

　　雷达液位计

　　3.2导波雷达液位计在蒸发罐中的应用

　　3.2.1选择导波探头

　　蒸发三效下游工艺中各效率蒸发罐的条件见表2。

　　表2角效应蒸发罐条件

　　由于蒸发罐液位测量距离为2m，测量距离短，导波探头选择杆类型。表2所示，蒸发罐的工作条件为I效应~ 效应温度，压力降低，碱液浓度增加。碱液在高温下对许多金属产生严重腐蚀，浓度越高，腐蚀性越强，浓度超过30%，温度超过80 ，对金属的腐蚀迅速增加，温度越高，腐蚀越严重。即可从workspace页面中移除物件。因此，导波探针的材料不能只选择一般防腐金属材料，例如304不锈钢。特氟龙对所有浓度的碱液都具有良好的耐蚀性，温度可达1900，并具有特氟龙和耐磨性。“1在碱液沸腾时，可以抵抗导波探针的清洗。”因此，导波棒的材料采用304不锈钢外衬聚四氟乙烯，耐蚀性和耐磨性好，满足工作条件测量要求，提高液位计使用周期。导波杆易于拆卸，更换简单，一旦导波杆损坏，只需更换导波杆，因此无需更换整个仪表，从而大大降低了仪表维修费用。

　　3.2.2安装导波雷达液位计

　　导波雷达液位计安装有两种形式。

　　A.直接安装顶部。直接安装在水箱直径的1/6到1/4之间的水箱屋顶，探头和水箱墙之间的距离至少为100mm，安装方法有螺纹和法兰两种选择，通常插入到设备内部的导波杆长度是设计要求的测量范围。

　　B.旁路管安装。导波雷达液位计安装在旁通管的顶部，旁通管重新连接到容器，一般旁通管上下接口的中心距离是设计要求的测量范围。导波管内壁光滑，旁路管直径为40-100 ram。蒸发罐呈锥形，碱液沸腾，因此，为了不测量干扰，选择旁路管安装，旁路管将收集反射波，加强反射信号，防止液面波动，因此旁路管安装测量效果更好。导波雷达液位计的旁路管安装如图3所示。

　　图3导波雷达液位计旁路管安装示意图

　　雷达液位计

　　3.2.3导波雷达液位计在蒸发自动控制系统中的应用

　　蒸发过程中需要监控的主要参数是各进出口碱液温度、蒸发过程的自动控制是将现场检测到的等级、温度和压力等信号发送到DCS，然后DCS的过程控制系统根据检测信号自动控制阀门的开闭，完成碱液供应、过量进口、排放和自动碱的过程。现在，以蒸发效果为例，说明了通过液位自动控制的自动碱生产过程，如图4所示。图4 效果过程控制流程图

　　LV 1 1003A——效果超材料阀;

　　LV 1 1003B——效应循环阀;

　　LV-1003 c ——碱阀效率

　　蒸发过程的自动控制步骤如下：

　　A.活性碱液浓度达到设定的碱浓度值，

　　并且当效率水平高于设定的下限时，打开效率碱性阀LV 1 1003C，完成的碱液会流向下一个冷却工序。同时关闭效循环阀LV-1003B，防止碱液回流;效应效应与材料阀LV.1003A同时关闭，防止效应同时供给和排出。

　　B.效率碱液浓度达到设定的碱浓度值，效率水平低于设定的下限时，效果应强制开启效果超材料，效果超材料阀LV.1003A，防止效果因无材料而干燥。

　　C.在碱生产过程中，如果效率水平低于设定下限值，则停止碱排放。即关闭效率碱性阀LV 1 1003C，打开效率循环阀LV-1003B，重新供应，蒸发，浓缩碱液。

　　如上自动限制阶段所示，准确的级别值是整个过程中启用自动控制的关键。

　　4结束语

　　导波雷达液位计可在多种复杂条件下使用，综合性能优于其他普通液位计。蒸发工艺工人初次使用观察旁通镜的原始方法获得蒸发罐的液位高度，在恶劣的现场条件下，对操作者造成各种不安全因素，对其他液位仪表的使用不满意。采用导波雷达液位计后，经过多年的使用，该液位计确认测量准确可靠，减少了工作人员的工作量和仪表工作人员的维护量，满足了蒸发过程自动控制要求，大大提高了生产技术水平。