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淺析雷達液位計的在原油儲罐中的安裝及應用

發布:2022/5/17 18:34:58人氣:138
日照港原油碼頭油庫二期工程60萬油庫投產于2016年9月份,現有5萬立原油儲罐4座、十萬立原油儲罐4座。由于我廠目前儲罐容量較大、油品進出周轉頻繁、種類繁多,這就需要我們使用一種使儲罐自動計量呈現出集功能、精度、現場一體化且計量精度要求非常高的液位測量儀器。羅斯蒙特-5900S型雷達液位計是近年來由美國艾默生-一羅斯蒙特公司推出的一種新型的非接觸式儲罐液位測量儀表,對比其他類型液位計,該項技術在易燃、易爆、強腐蝕性、高溫、粘稠等惡劣的測量條件下,更顯示出其卓越的性能,特別適用于我公司這種大型立罐的油品液位測量。
 
1.雷達液位計的工作原理
雷達液位計是利用超高頻電磁波經天線向被探測容器的液面發射,當電磁波碰到液面后反射回來,儀表檢測出發射波及回波的時差,從而計算出液面的高度。被測介質導電性越好或介電常數越大,回波信號的反射效果越好。
雷達液位計主要由發射和接收裝置、信號處理器、天線、操作面板、顯示等幾部分組成。發射-反射-一接收是雷達液位計工作的基本原理。它分為時差式和頻差式。時差式是發射頻率固定不變,通過測量發射波和反射波的運行時間,并經過智能化信號處理器,測出被測液位的高度。這類雷達液位計的運行時間與液位距離的關系為:
t=2d/c
式中:
c為電磁波傳播速度,c=300000km/s;
d為被測介質液位和探頭之間的距離,m;
t為探頭從發射電磁波至接收到反射電磁波的時間。頻差式是測量發射波與反射波之間的頻率差,并將這頻率差轉換為與被測液位成比例關系的電信號。這種液位計的發射頻率不是一個固定頻率,而是一等幅可調頻 率。
 
2.雷達液位計的在原油儲罐上的安裝
雷達液位計發射能量很低的極短的微波脈沖通過天線系統發射并接收,雷達波以光速運行,故雷達液位計安裝位置十分重要。安裝雷達液位計時,應避開進出油口和旋渦,因為液體在注入時會產生幅度比被測液位反射的有效回波大得多的虛假回波。同時,旋渦引起的不規則液位會對微波信號產生散射,從而引起有效信號的衰減,所以應避開它們。
對于有攪拌器的容器,雷達液位計的安裝位置不要在攪拌器附近,因為攪拌時會產生不規則的旋渦,它會造成雷達信號的衰減。同時攪拌器的葉片也會對微波信號造成虛假的回波,特別是被測物體的相對介電常數較小和低液位時,攪拌器所造成的影響更為嚴重。
傳感器安裝時應盡量避免在傳感器發射角內有造成虛假反射的裝置,如浮球液位開關、壓力傳感器、溫度表探頭等。特別要注意避免在距離天線zui近的發射口錐形區域內有障礙裝置,因為障礙裝置越近,虛假反射信號越強。傳感器不要安裝在儲罐的中心處,否則傳感器收到的虛假回波增強。不能距離罐壁很近安裝,由罐的內壁至安裝短管的外壁之間的距離應大于罐直徑的1/6。
導波管安裝時內壁一定要直徑均勻、表面光滑,如進行焊接安裝過渡段不得產生不均勻的焊口,導波槽寬度或孔徑zui大為管直徑1/10,導波管之間低孔徑之間的間距為15cm~50cm。下面開口的導波管必須達到需要的zui低液位,這樣才能在管道中進行測量。
 
3.雷達液位計的一些常見故障的診斷和分析
雷達檢測為虛假回波信號干擾。波導管上有掛料,或旁通管內不干凈,管壁存在毛刺、焊渣、焊封以及附著的介質的雜質電磁波沿著波導管傳播中,在沒有到達液面前遇到波導體上面的掛料而反射回來,影響了真實回波信號的探測,導致雷達液位計顯示產生虛假液位。被測液體與雷達天線之間的凈空中,氣相介質蒸汽濃度太大,致使電磁波在空間傳播中,能量損失太大,甚至反射波根本到達不了雷達液位計的接收器。在被測液體有加熱要求時,上部安裝攪拌機的情況下尤其嚴重,由于被測液體在加熱攪拌中不斷有蒸汽揮發,會造成液面以上的空間中充滿了高濃度的介質蒸汽,其微小的液體顆粒不僅對電磁波產生漫反射而且會吸收大量的電磁波能量,使電磁波出現很大衰減,造成雷達天線無法接受回波信號。
雷達液位計天線附著贓物,致使電磁波剛剛發射出就被反射回來,甚至根本發射不出去。雷達液位計天線附著贓物是被測介質揮發的升級加重,被測液體凈空中大量充斥著氣相蒸汽,其會附著在雷達液位計的天線上,特別是易冷凝的高粘介質,雷達液位計安裝在儲罐頂部溫度較低,揮發的介質蒸汽極易在雷達天線上凝析附著,造成電磁波發射困難,情況嚴重時介質甚至在天線上結焦,損壞天線。同樣被測介質含有水份時,水汽易在天線上附著,致使電磁波發射不出去,使雷達液位計徹底失靈。
 
4.結束語
雷達液位計雖然是一種高精度的可以達到毫米級的液位檢測儀表,沒有可動部件使用壽命長等優點,但實際使用中會遇到各種各樣的問題,這些故障問題不同于其他的液位測量儀表,偏離真實值只是一個很小的范圍。雷達液位計出現問題就是災難性的,不是zui大就是zui小,不是死數就是不變,因此雷達液位計在實際使用中的維修技能必須要熟練掌握,希望此文對于使用雷達液位計的人員有所幫助。
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